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Structural Diversity and Dynamics of Human Three-Finger Proteins Acting on Nicotinic Acetylcholine Receptors.
Paramonov, Alexander S; Kocharovskaya, Milita V; Tsarev, Andrey V; Kulbatskii, Dmitrii S; Loktyushov, Eugene V; Shulepko, Mikhail A; Kirpichnikov, Mikhail P; Lyukmanova, Ekaterina N; Shenkarev, Zakhar O.
Afiliação
  • Paramonov AS; Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences, 119997 Moscow, Russia.
  • Kocharovskaya MV; Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences, 119997 Moscow, Russia.
  • Tsarev AV; Phystech School of Biological and Medical Physics, Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University), 141701 Dolgoprudny, Moscow Region, Russia.
  • Kulbatskii DS; Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences, 119997 Moscow, Russia.
  • Loktyushov EV; Phystech School of Biological and Medical Physics, Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University), 141701 Dolgoprudny, Moscow Region, Russia.
  • Shulepko MA; Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences, 119997 Moscow, Russia.
  • Kirpichnikov MP; Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences, 119997 Moscow, Russia.
  • Lyukmanova EN; Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences, 119997 Moscow, Russia.
  • Shenkarev ZO; Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences, 119997 Moscow, Russia.
Int J Mol Sci ; 21(19)2020 Oct 01.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-33019770
Ly-6/uPAR or three-finger proteins (TFPs) contain a disulfide-stabilized ß-structural core and three protruding loops (fingers). In mammals, TFPs have been found in epithelium and the nervous, endocrine, reproductive, and immune systems. Here, using heteronuclear NMR, we determined the three-dimensional (3D) structure and backbone dynamics of the epithelial secreted protein SLURP-1 and soluble domains of GPI-anchored TFPs from the brain (Lynx2, Lypd6, Lypd6b) acting on nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs). Results were compared with the data about human TFPs Lynx1 and SLURP-2 and snake α-neurotoxins WTX and NTII. Two different topologies of the ß-structure were revealed: one large antiparallel ß-sheet in Lypd6 and Lypd6b, and two ß-sheets in other proteins. α-Helical segments were found in the loops I/III of Lynx2, Lypd6, and Lypd6b. Differences in the surface distribution of charged and hydrophobic groups indicated significant differences in a mode of TFPs/nAChR interactions. TFPs showed significant conformational plasticity: the loops were highly mobile at picosecond-nanosecond timescale, while the ß-structural regions demonstrated microsecond-millisecond motions. SLURP-1 had the largest plasticity and characterized by the unordered loops II/III and cis-trans isomerization of the Tyr39-Pro40 bond. In conclusion, plasticity could be an important feature of TFPs adapting their structures for optimal interaction with the different conformational states of nAChRs.
Assuntos
Proteínas Adaptadoras de Transdução de Sinal/química; Antígenos Ly/química; Proteínas Ligadas por GPI/química; Neuropeptídeos/química; Receptores Nicotínicos/química; Ativador de Plasminogênio Tipo Uroquinase/química; Proteínas Adaptadoras de Transdução de Sinal/genética; Proteínas Adaptadoras de Transdução de Sinal/metabolismo; Sequência de Aminoácidos; Antígenos Ly/genética; Antígenos Ly/metabolismo; Sítios de Ligação; Clonagem Molecular; Venenos Elapídicos/química; Venenos Elapídicos/metabolismo; Escherichia coli/genética; Escherichia coli/metabolismo; Proteínas Ligadas por GPI/genética; Proteínas Ligadas por GPI/metabolismo; Expressão Gênica; Vetores Genéticos/química; Vetores Genéticos/metabolismo; Humanos; Interações Hidrofóbicas e Hidrofílicas; Modelos Moleculares; Neuropeptídeos/genética; Neuropeptídeos/metabolismo; Ressonância Magnética Nuclear Biomolecular; Ligação Proteica; Conformação Proteica em alfa-Hélice; Conformação Proteica em Folha beta; Domínios e Motivos de Interação entre Proteínas; Isoformas de Proteínas/química; Isoformas de Proteínas/genética; Isoformas de Proteínas/metabolismo; Receptores Nicotínicos/genética; Receptores Nicotínicos/metabolismo; Proteínas Recombinantes/química; Proteínas Recombinantes/genética; Proteínas Recombinantes/metabolismo; Alinhamento de Sequência; Homologia de Sequência de Aminoácidos; Ativador de Plasminogênio Tipo Uroquinase/genética; Ativador de Plasminogênio Tipo Uroquinase/metabolismo
Palavras-chave

Texto completo: 1 Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Neuropeptídeos / Ativador de Plasminogênio Tipo Uroquinase / Antígenos Ly / Receptores Nicotínicos / Proteínas Adaptadoras de Transdução de Sinal / Proteínas Ligadas por GPI Idioma: En Ano de publicação: 2020 Tipo de documento: Article

Texto completo: 1 Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Neuropeptídeos / Ativador de Plasminogênio Tipo Uroquinase / Antígenos Ly / Receptores Nicotínicos / Proteínas Adaptadoras de Transdução de Sinal / Proteínas Ligadas por GPI Idioma: En Ano de publicação: 2020 Tipo de documento: Article