Structural features for α-galactomannan binding to galectin-1

doi:10.1093/glycob/cwr173

.2012年4月；22(4):543-51.

doi:10.1093/glycob/cwr173。 Epub 2011年12月7日。

α-半乳甘露聚糖与半乳糖凝集素-1结合的结构特征

米歇尔·C·米勒¹, 阿纳托利·克利约索夫, 凯文·梅奥

附属公司

PMID： 22156919
预防性维修识别码： PMC3287016
内政部： 10.1093/乙二醇/cwr173

α-半乳甘露聚糖与半乳糖凝集素-1结合的结构特征

米歇尔·米勒等。糖生物学. 2012年4月.

.2012年4月；22(4):543-51.

doi:10.1093/glycob/cwr173。 Epub 2011年12月7日。

作者

米歇尔·米勒¹, 阿纳托利·阿克约索夫, 凯文·梅奥

附属

¹明尼苏达大学健康科学中心生物化学、分子生物学和生物物理系，地址：美国明尼阿波利斯市教堂街321号杰克逊大厅6-155号，邮编：55455。

PMID： 22156919
预防性维修识别码： PMC3287016
内政部： 10.1093/乙二醇/cwr173

摘要

半乳糖凝集素具有高度保守的碳水化合物结合域，各种含半乳糖的糖类，包括β-半乳糖苷和α-半乳糖苷，可以与之发生不同程度的亲和作用。最近，我们证明了相对较大的α（1→6）-D-半乳糖-β（1→4）-D-甘露聚糖（Davanat）主要在替代的碳水化合物结合域结合半乳糖凝集素-1（gal-1）。在这里，我们使用了一系列甘露糖与半乳糖比率不同的α-半乳甘露聚糖（GM），以深入了解GM与gal-1结合的最佳结构特征。带有（15）N标记gal-1的异核单量子相干核磁共振波谱和统计模型表明，最佳特征由α-D-吡喃半乳糖双链组成，其周围环绕着大约四个或更多“裸”甘露糖残基区域。这些相对较大且复杂的GM似乎都在gal-1上基本相同的结合面上不同程度地相互作用，其中包括Davanat替代结合位点和典型β-半乳糖苷结合区的元素。使用两个小的、定义明确的GM[6（1）-α（1→6）-D-半乳糖基-β-D-甘露糖三糖和6（3），6（4）-二-α（2→6）-D-半乳糖-β-D甘露糖五糖]有助于描述GM通常如何部分与标准位点相互作用。总的来说，我们的发现有助于更好地理解gal-1与更大复杂多糖的相互作用，并有助于开发基于转基因的临床治疗药物。

PubMed免责声明

数字

**图1。**
¹H–¹⁵N HSQC谱扩展显示为¹⁵仅N-gal-1（1 mg/mL）（黑色交叉峰A类–C类)以及3 mg/mL的GM 2（A）、GM 4（B）和β（1→4）-甘露聚糖（C）。共振在（A）中标记为Nesmelova，Pang等人（2008年）之前报告的分配。

**图2。**
显示了GM与gal-1结合的HSQC共振增宽图。通过GM 1.8（3 mg/mL，A类)和GM 2（1.8mg/mL，B类)gal-1的氨基酸序列。数据显示的条件是大多数gal-1共振仍然明显。值为1表示与该特定残留物相关联的共振不再明显，值为零表示共振强度没有变化。

**图3。**
显示了GM与gal-1结合的HSQC化学位移映射。¹⁵N-和¹H加权化学位移变化Δδ，协议双方¹⁵N-gal-1（缺少配体）和¹⁵存在接近饱和浓度的GM 2时的N-gal-1(A类)，通用2.4(B类)和GM 3(C类)绘制了gal-1的氨基酸序列。

**图4。**
图中显示了gal-1上提议的GM-结合域。如文中所述，含有通常受这些GM结合影响最大的残基的片段被标示出来，并在gal-1二聚体的结构上以蓝色突出显示。图中使用了乳糖结合的人gal-1的X射线结构（pdb访问码：1gzw，Lopez-Lucendo等人2004），结合的乳糖分子以紫色显示。

**图5。**
共振展宽的平均分数¹⁵显示了N-gal-1 HSQC共振强度随GM和甘露聚糖浓度（mg/mL）的变化。实线用作视觉辅助工具，简单地连接每条曲线中的数据点。

**图6。**
(A类)概率（相对分布）*P（P）*(n个)孤立序列（Gal/Man）*_n个*对于n个沿着半乳甘露聚糖主链在1到6之间。在本文中，“隔离”是指被“裸”（未取代）单或多（Man）残基包围。只有一个Gal残基可以附着到一个Man残基上，形成（Gal/Man）对。Gal残基沿着半乳甘露聚糖主链的随机分布，因此，（Gal/Man）的随机分布*_n个*组合(n个=1–6）。这种随机分布由以下公式描述*P（P）* = q个²× (1 − q个)*^n个*，其中q个是半乳甘露聚糖中“裸”人残基的一部分，以及（1−q个)是半乳甘露聚糖中Gal/Man对的一部分。(B类)1,4-β的影响-d日-不同附着度（1→6）-α的半乳甘露聚糖（GM）-d日-Gal残基到（1→4）-β-d日-GM骨架中的Man残基被描述为（Man/Gal）比率，与这些GM与Gal-1的结合亲和力有关。这里的结合亲和力定义为¹⁵与这些GM相互作用后的N-gal-1 HSQC光谱峰。

**图7。**
¹⁵图中显示了N-gal-1 HSQC光谱扩展，每个有八个覆盖层，一个仅用于gal-1（0.3 mM）（黑色交叉峰），另一个用于¹⁵存在1.1–72 mM（红色）GM甘露糖五糖6的N-gal-1^三,6⁴-di-α（1→6）-d日-半乳糖基-β-d日-甘露五糖，A类); 0.4–67 mM（红色）6¹-α(1 → 6)-d日-半乳糖基-β-d日-甘露糖三糖（甘露糖，B类)和0.04–10 mM（红色）乳糖(C类). 每个面板的插入部分分别绘制了前30个移位残基与糖浓度的平均化学移位变化。这些曲线上的中点允许估计平衡解离常数，*K（K）*_d日，用于每种糖与gal-1的结合，如文中所述。

**图8。**
HSQC化学位移图显示了GM甘露三糖和GM甘露五糖与gal-1的结合。¹⁵N-和¹H加权化学位移变化（ppm），Δδ在存在35 mM甘露五糖的情况下，在gal-1（无配体）和gal-1之间（0.3 mM）(A类)，10 mM乳糖(C类)和70 mM甘露糖(E类)绘制了gal-1的氨基酸序列。其他两个面板显示Δ的差异图δ甘露聚糖酶减去Δδ乳糖(B类)和Δδ甘露三糖减去Δδ乳糖(D类)，如文中所述。

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