Water-mediated recognition of simple alkyl chains by heart-type fatty-acid-binding protein.
Water-mediated recognition of simple alkyl chains by heart-type fatty-acid-binding protein.
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DOI：
10.1002/anie.201409830
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发表时间：
2015-01-26
影响因子：
16.6
通讯作者：
Murata, Michio
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Matsuoka, Shigeru;Sugiyama, Shigeru;Matsuoka, Daisuke;Hirose, Mika;Lethu, Sebastien;Ano, Hikaru;Hara, Toshiaki;Ichihara, Osamu;Kimura, S. Roy;Murakami, Satoshi;Ishida, Hanako;Mizohata, Eiichi;Inoue, Tsuyoshi;Murata, Michio
水溶性低的长链脂肪酸（FA）需要脂肪酸结合蛋白（FABP）将其从细胞质转运至线粒体以产生能量。然而，这些蛋白质以相似的高亲和力识别不同长度的 FA 简单烷基链的精确机制仍然未知。为了解决这个问题，我们采用了新开发的量热方法来综合评估 FA 的亲和力，使用亚埃 X 射线晶体学来准确确定其 3D 结构，并使用计算机程序 WaterMap 计算共存水分子的能量。我们的结果清楚地表明，心型 FABP (FABP3) 优先使用脂质相容性水簇合并 C10-C18 的 U 形 FA，并使用链长限制水簇排除较长的 FA。这些机制可以帮助我们总体了解蛋白质如何识别具有不同链长的不同脂质。
Long-chain fatty acids (FAs) with low water solubility require fatty-acid-binding proteins (FABPs) to transport them from cytoplasm to the mitochondria for energy production. However, the precise mechanism by which these proteins recognize the various lengths of simple alkyl chains of FAs with similar high affinity remains unknown. To address this question, we employed a newly developed calorimetric method for comprehensively evaluating the affinity of FAs, sub-Angstrom X-ray crystallography to accurately determine their 3D structure, and energy calculations of the coexisting water molecules using the computer program WaterMap. Our results clearly showed that the heart-type FABP (FABP3) preferentially incorporates a U-shaped FA of C10–C18 using a lipid-compatible water cluster, and excludes longer FAs using a chain-length-limiting water cluster. These mechanisms could help us gain a general understanding of how proteins recognize diverse lipids with different chain lengths.
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