Chemoenzymatic Semisynthesis of Phosphorylated α-Synuclein Enables Identification of a Bidirectional Effect on Fibril Formation.
Chemoenzymatic Semisynthesis of Phosphorylated α-Synuclein Enables Identification of a Bidirectional Effect on Fibril Formation.
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DOI：
10.1021/acschembio.9b01038
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发表时间：
2020-03-20
影响因子：
4
通讯作者：
Petersson EJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pan B;Rhoades E;Petersson EJ
翻译后修饰(PTM)影响帕金森病(PD)标志物α-突触核蛋白(αS)的病理性聚集。在这里，我们通过一种新的方法合成了酪氨酸39(PY39)磷酸化的αS，方法是通过体外酶促磷酸化片段，然后连接形成全长蛋白。我们可以将这种合成与非天然氨基酸的诱变结合起来，包括两个荧光标记，用于Förster共振能量转移(FRET)研究。我们测定了pY39对αS聚集的影响，并将我们真正的磷酸化材料与相应的谷氨酸39“仿磷酸化”进行了比较。有趣的是，我们发现αS-pY39可以加速或减慢聚集，这取决于磷酸化蛋白质的比例。αS-E39突变体可以定性地复制这些影响的一部分，但不是全部。对αS现有结构的FRET测量和分析有助于对这一现象的解释。我们的研究结果对使用酪氨酸激酶抑制剂治疗帕金森病患者具有重要意义，并强调了通过对真实的PTM进行研究来验证磷酸化仿制药的重要性。
Post-translational modifications (PTMs) impact the pathological aggregation of α-synuclein (αS), a hallmark of Parkinson’s Disease (PD). Here, we synthesize αS phosphorylated at tyrosine 39 (pY39) through a novel route using in vitro enzymatic phosphorylation of a fragment followed by ligation to form the full-length protein. We can execute this synthesis in combination with unnatural amino acid mutagenesis to include two fluorescent labels for Förster resonance energy transfer (FRET) studies. We determine the effect of pY39 on the aggregation of αS, and compare our authentically phosphorylated material to the corresponding glutamate 39 “phosphomimetic.” Intriguingly, we find that αS-pY39 can either accelerate or decelerate aggregation, depending on the fraction of phosphorylated protein. The αS-E39 mutant can qualitatively reproduce some, but not all, of these effects. FRET measurements and analysis of existing structures of αS help to provide an explanation for this phenomenon. Our results have important implications for treatment of PD patients with tyrosine kinase inhibitors and highlight the importance of validating phosphomimetics through studies of authentic PTMs.
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影响因子：
15
作者：
Hejjaoui, Mirva;Butterfield, Sara;Fauvet, Bruno;Vercruysse, Filip;Cui, Jia;Dikiy, Igor;Prudent, Michel;Olschewski, Diana;Zhang, Yan;Eliezer, David;Lashuel, Hilal A.
通讯作者：
Lashuel, Hilal A.
影响因子：
56.9
作者：
DAWSON, PE;MUIR, TW;KENT, SBH
通讯作者：
KENT, SBH
影响因子：
16.6
作者：
Tanaka, Tomohiro;Wagner, Anne M.;Warner, John B.;Wang, Yanxin J.;Petersson, E. James
通讯作者：
Petersson, E. James
影响因子：
3.5
作者：
Mahul-Mellier, Anne-Laure;Fauvet, Bruno;Lashuel, Hilal A.
通讯作者：
Lashuel, Hilal A.
影响因子：
21.8
作者：
Marotta NP;Lin YH;Lewis YE;Ambroso MR;Zaro BW;Roth MT;Arnold DB;Langen R;Pratt MR
通讯作者：
Pratt MR