High-Resolution Structure of the Histidine-Containing Phosphocarrier Protein (HPr) from Staphylococcus aureus and Characterization of Its Interaction with the Bifunctional HPr Kinase/Phosphorylase
High-Resolution Structure of the Histidine-Containing Phosphocarrier Protein (HPr) from Staphylococcus aureus and Characterization of Its Interaction with the Bifunctional HPr Kinase/Phosphorylase
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金黄色葡萄球菌含组氨酸磷酸化载体蛋白 (HPr) 的高分辨率结构及其与双功能 HPr 激酶/磷酸化酶相互作用的表征
DOI：
10.1128/jb.186.17.5906-5918.2004
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发表时间：
2004
影响因子：
3.2
通讯作者：
Maurer
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Maurer
在1，766个结构约束的基础上，通过异序多维核磁共振（NMR）光谱获得了金黄色葡萄球菌含组氨酸磷酸载体蛋白（HPr）的高分辨率结构。HPr中的23个氢键可以通过从酰胺氮到参与氢键的羰基碳的极化转移来直接检测。差分线增宽被用来表征HPr与HPr激酶/磷酸化酶（HPr K/P）ofStaphylococcusxylosus，这是负责磷酸化-去磷酸化的羟基的调节丝氨酸残基的位置46的相互作用。在303 K下，根据NMR数据确定解离常数Kd为0.10 ± 0.02 mM，假设独立结合。该数据与溶液中每HPrK/P单体1个HPr分子的化学计量一致。使用横向弛豫优化光谱-异序单量子相关，我们映射的330 kDa的复合物中的两种蛋白质的相互作用位点。正如预期的那样，它覆盖了Ser 46周围的区域和该残基后面的小螺旋B。此外，HPrK/P还结合于HPr的第二磷酸化位点15。这种相互作用对于识别His 15的磷酸化状态和磷酸化依赖性调节激酶/磷酸化酶活性可能是必不可少的。根据这一观察结果，最近发表的X射线结构的HPr/HPrK核心蛋白复合物fromLactobacillus casei显示与两个磷酸化位点的相互作用。然而，NMR数据也表明全长蛋白质与S.木糖：没有迹象表明与S蛋白中调节Ser 46残基之前的残基（Thr 41至Lys 45）相互作用。木糖。相反，它似乎与C-末端螺旋的HPr在溶液中，这是没有观察到的HPr与核心的HPrK/P的L的复合物的相互作用。酪蛋白晶体。
A high-resolution structure of the histidine-containing phosphocarrier protein (HPr) fromStaphylococcus aureuswas obtained by heteronuclear multidimensional nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy on the basis of 1,766 structural restraints. Twenty-three hydrogen bonds in HPr could be directly detected by polarization transfer from the amide nitrogen to the carbonyl carbon involved in the hydrogen bond. Differential line broadening was used to characterize the interaction of HPr with the HPr kinase/phosphorylase (HPrK/P) ofStaphylococcus xylosus, which is responsible for phosphorylation-dephosphorylation of the hydroxyl group of the regulatory serine residue at position 46. The dissociation constantKdwas determined to be 0.10 ± 0.02 mM at 303 K from the NMR data, assuming independent binding. The data are consistent with a stoichiometry of 1 HPr molecule per HPrK/P monomer in solution. Using transversal relaxation optimized spectroscopy-heteronuclear single quantum correlation, we mapped the interaction site of the two proteins in the 330-kDa complex. As expected, it covers the region around Ser46 and the small helix b following this residue. In addition, HPrK/P also binds to the second phosphorylation site of HPr at position 15. This interaction may be essential for the recognition of the phosphorylation state of His15 and the phosphorylation-dependent regulation of the kinase/phosphorylase activity. In accordance with this observation, the recently published X-ray structure of the HPr/HPrK core protein complex fromLactobacillus caseishows interactions with the two phosphorylation sites. However, the NMR data also suggest differences for the full-length protein fromS. xylosus: there are no indications for an interaction with the residues preceding the regulatory Ser46 residue (Thr41 to Lys45) in the protein ofS. xylosus. In contrast, it seems to interact with the C-terminal helix of HPr in solution, an interaction which is not observed for the complex of HPr with the core of HPrK/P ofL. caseiin crystals.
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