The Myristoylated Amino Terminus of ADP-ribosylation Factor 1 Is a Phospholipid- and GTP-sensitive Switch (*)
The Myristoylated Amino Terminus of ADP-ribosylation Factor 1 Is a Phospholipid- and GTP-sensitive Switch (*)
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ADP-核糖基化因子 1 的肉豆蔻酰化氨基末端是磷脂和 GTP 敏感开关 (*)
DOI：
--
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发表时间：
1995
影响因子：
4.8
通讯作者：
R. Kahn
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
P. Randazzo;T. Terui;S. Sturch;H. Fales;A. Ferrige;R. Kahn
ADP-核糖基化因子 1 (Arf1) 是一种必需的 N-肉豆蔻酰化 21-kDa GTP 结合蛋白，其活性包括调节膜运输和磷脂酶 D 活性。该蛋白的 N 末端和与甘氨酸 2 结合的 N-肉豆蔻酸酯此前已被证明对于 Arf 在细胞中的功能至关重要。我们发现结合的核苷酸会影响 Arf1 的 N 末端或与 N 末端直接接触的残基的构象。通过检查该 N 末端结构域突变对鸟苷 5'-O-(3-硫代)三磷酸 (GTPS) 和 GDP 结合和解离动力学的影响证明了这一点。 Arf1 突变体，从 N 末端缺少 13 或 17 个残基或在残基 3-7 处突变，与野生型蛋白相比，对 GTPS 具有更大的亲和力，对 GDP 的亲和力较低。由于 N 末端是与靶蛋白相互作用所必需的，因此我们得出结论，Arf1 的 N 末端是 GTP 敏感的效应结构域。当 Arf1 被酰化时，GTP 依赖性构象变化与添加的磷脂相互依赖。在没有磷脂的情况下，肉豆蔻酰化的Arf1对GTPS的亲和力比对GDP的亲和力低，而在磷脂存在的情况下，肉豆蔻酰化的蛋白对GTPS的亲和力比对GDP的亲和力大。因此，N-肉豆蔻酰化是构建这种磷脂和 GTP 依赖性开关的关键组成部分。
ADP-ribosylation factor 1 (Arf1) is an essential N-myristoylated 21-kDa GTP-binding protein with activities that include the regulation of membrane traffic and phospholipase D activity. Both the N terminus of the protein and the N-myristate bound to glycine 2 have previously been shown to be essential to the function of Arf in cells. We show that the bound nucleotide affects the conformation of either the N terminus or residues of Arf1 that are in direct contact with the N terminus. This was demonstrated by examining the effects of mutations in this N-terminal domain on guanosine 5′-O-(3-thio)triphosphate (GTPS) and GDP binding and dissociation kinetics. Arf1 mutants, lacking 13 or 17 residues from the N terminus or mutated at residues 3-7, had a greater affinity for GTPS and a lower affinity for GDP than did the wild-type protein. As the N terminus is required for interactions with target proteins, we conclude that the N terminus of Arf1 is a GTP-sensitive effector domain. When Arf1 was acylated, the GTP-dependent conformational changes were codependent on added phospholipids. In the absence of phospholipids, myristoylated Arf1 has a lower affinity for GTPS than for GDP, and in the presence of phospholipids, the myristoylated protein has a greater affinity for GTPS than for GDP. Thus, N-myristoylation is a critical component in the construction of this phospholipid- and GTP-dependent switch.
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