Evolution of metal selectivity in templated protein interfaces.
Evolution of metal selectivity in templated protein interfaces.
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DOI：
10.1021/ja910844n
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发表时间：
2010-06-30
影响因子：
15
通讯作者：
Tezcan FA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Brodin JD;Medina-Morales A;Ni T;Salgado EN;Ambroggio XI;Tezcan FA
金属蛋白与其同源金属离子的选择性结合对细胞存活至关重要。蛋白质最初是如何获得选择性结合金属的能力，并在只有少数金属配位功能的情况下进化出多种以金属为中心的功能的，这仍然是一个悬而未决的问题。利用合理的设计方法（金属模板界面重新设计），我们描述了单体电子转移蛋白细胞色素cb562转化为四聚体组装体（c96rdc -1），该组装体稳定且选择性地结合Zn2+，并显示出类似于信号蛋白的金属依赖构象变化。对c96rdc -14金属结合特性的深入分析表明，c96rdc -14还可以稳定地容纳其他具有与（Ni2+）甚至超过（Cu2+） Zn2+亲和力的二价金属。然而，这一分析表明，我们的模板策略也引入了更多的倾向于结合更多的Zn2+离子（4个高亲和力位点），而不是Cu2+或Ni2+（2个高亲和力位点），最终导致C96RIDC-14对Zn2的选择性高于这些离子。更一般地说，我们的结果表明，最初的金属驱动成核事件，随后在金属周围形成稳定的蛋白质结构，为产生结构和功能多样性提供了一条直接的途径。
Selective binding by metalloproteins to their cognate metal ions is essential to cellular survival. How proteins originally acquired the ability to selectively bind metals and evolved a diverse array of metal-centered functions despite the availability of only a few metal-coordinating functionalities remains an open question. Using a rational design approach (Metal-Templated Interface Redesign), we describe the transformation of a monomeric electron transfer protein, cytochrome cb562, into a tetrameric assembly (C96RIDC-1) that stably and selectively binds Zn2+, and displays a metal-dependent conformational change reminiscent of a signaling protein. A thorough analysis of the metal binding properties of C96RIDC-14 reveals that it can also stably harbor other divalent metals with affinities that rival (Ni2+) or even exceed (Cu2+) those of Zn2+ on a per site basis. Nevertheless, this analysis suggests that our templating strategy also introduces an increased bias towards binding a higher number of Zn2+ ions (4 high affinity sites) versus Cu2+ or Ni2+ (2 high affinity sites), ultimately leading to the exclusive selectivity of C96RIDC-14 for Zn2 over those ions. More generally, our results indicate that an initial metal-driven nucleation event followed by the formation of a stable protein architecture around the metal provides a straightforward path for generating structural and functional diversity.
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DOI：
10.1038/nsb723
发表时间：
2001-12-01
期刊：
NATURE STRUCTURAL BIOLOGY
影响因子：
--
作者：
Krantz, BA;Sosnick, TR
通讯作者：
Sosnick, TR
影响因子：
15
作者：
CREASER, II;GEUE, RJ;SPRINGBORG, J
通讯作者：
SPRINGBORG, J
DOI：
10.1107/s0907444904019158
发表时间：
2004-12-01
影响因子：
2.2
作者：
Emsley, P;Cowtan, K
通讯作者：
Cowtan, K
DOI：
10.1107/s0907444998003254
发表时间：
1998-09-01
期刊：
ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION D-BIOLOGICAL CRYSTALLOGRAPHY
影响因子：
--
作者：
Brunger, AT;Adams, PD;Warren, GL
通讯作者：
Warren, GL
影响因子：
3.9
作者：
Liu, CL;Xu, HB
通讯作者：
Xu, HB