Geometric constraints for porphyrin binding in helical protein binding sites.
Geometric constraints for porphyrin binding in helical protein binding sites.
复制标题
DOI：
10.1002/prot.22143
复制
发表时间：
2009-02-01
影响因子：
2.9
通讯作者：
Koder, Ronald L.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Negron, Christopher;Fufezan, Christian;Koder, Ronald L.
结合血红素和卟啉辅因子的螺旋束已经成为含辅因子的从头蛋白质设计的流行目标。通过分析一个高度非冗余的蛋白质数据库的子集，我们已经确定了螺旋组氨酸结合血红素辅因子的旋转异构体分布。分析整个非冗余数据库的螺旋序列附近的配体组氨酸的偏好表现出很少的偏好氨基酸侧链的身份，大小，或电荷。然而，分析数据库细分配体组氨酸旋转异构体，揭示了强烈的偏好，在每种情况下，和计算建模阐明了这些发现的结构基础。大多数的旋转异构体的分布相匹配的预测的一个单一的卟啉结合的组氨酸残基放置在一个中心的所有丙氨酸螺旋的分子模拟，和偏差解释两个突出的特点，天然血红素蛋白结合位点：血红素畸变的情况下，细胞色素C的m166组氨酸旋转异构体，和一个非常普遍的甘氨酸残基的t73组氨酸旋转异构体。这些偏好允许推导螺旋共有序列模板，其预测每个旋转异构体的最佳侧链-辅因子包装相互作用。因此，这些发现有望指导未来的设计工作，不仅在创造更高的亲和力血红素和卟啉结合位点，但在结合辅因子的几何形状的方向。
Helical bundles which bind heme and porphyrin cofactors have been popular targets for cofactor-containing de novo protein design. By analyzing a highly non-redundant subset of the protein databank, we have determined a rotamer distribution for helical histidines bound to heme cofactors. Analysis of the entire non-redundant database for helical sequence preferences near the ligand histidine demonstrated little preference for amino acid side chain identity, size, or charge. Analysis of the database subdivided by ligand histidine rotamer, however, reveals strong preferences in each case, and computational modeling illuminates the structural basis for some of these findings. The majority of the rotamer distribution matches that predicted by molecular simulation of a single porphyrin-bound histidine residue placed in the center of an all-alanine helix, and the deviations explain two prominent features of natural heme protein binding sites: heme distortion in the case of the cytochromes C in the m166 histidine rotamer, and a highly prevalent glycine residue in the t73 histidine rotamer. These preferences permit derivation of helical consensus sequence templates which predict optimal side chain-cofactor packing interactions for each rotamer. These findings thus promise to guide future design endeavors not only in the creation of higher affinity heme and porphyrin binding sites, but in the direction of bound cofactor geometry.
登录
查看更多内容
影响因子：
2.9
作者：
BARKER, PD;NEROU, EP;FEARNLEY, IM
通讯作者：
FEARNLEY, IM
影响因子：
15
作者：
Ghirlanda, G;Osyczka, A;DeGrado, WF
通讯作者：
DeGrado, WF
影响因子：
4.6
作者：
Cowley, Aaron B.;Benson, David R.
通讯作者：
Benson, David R.
影响因子：
2.9
作者：
Calhoun, JR;Nastri, F;DeGrado, WF
通讯作者：
DeGrado, WF
影响因子：
2.9
作者：
Gibney, BR;Isogai, Y;Dutton, PL
通讯作者：
Dutton, PL