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2016年2月11日;11(2):e0149113。
doi:10.1371/journal.pone.0149113。 2016年eCollection。

ESCRT-0亚单位STAM2核心区复合体中HD-PTP Bro1结构域的结构研究

附属公司

ESCRT-0亚单位STAM2核心区复合体中HD-PTP Bro1结构域的结构研究

李柱惠等。 公共科学图书馆一号

摘要

EGFR在细胞增殖和生存信号传递中起着关键作用,其分选为MVB以最终溶酶体降解是由内胚层膜上多个ESCRT复合物的协调控制的。HD-PTP是一种细胞溶质蛋白酪氨酸磷酸酶,通过其N末端Bro1结构域与ESCRT-0蛋白STAM2和ESCRT-III蛋白CHMP4B相互作用,与EGFR贩运相关。有趣的是,另外两种人类Bro1结构域蛋白Alix和Brox的同源结构域结合CHMP4B,但不结合STAM2,尽管它们的结构非常相似。为了阐明这种结合特异性,我们确定了与STAM2核心区域结合的HD-PTP Bro1结构域的复杂结构。STAM2与HD-PTP Bro1结构域的疏水凹面口袋结合,就像CHMP4B与Alix、Brox或HD-PTP口袋结合一样,但方向相反。至关重要的是,HD-PTP的Thr145,对应于Alix的Lys151和Brox的Arg145,被揭示为使该蛋白能够结合STAM2的决定簇残基,因为该残基的Alix或Brox模拟突变阻断了分子间相互作用。因此,这项工作为HD-PTP如何识别ESCRT-0组件以控制EGFR排序提供了结构基础。

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竞争利益:提交人声明,不存在相互竞争的利益。

数字

图1
图1。HD-PTP(1-361)与STAM2核心区域的相互作用。
(A) 测试STAM2结构是否与HD-PTP结合(1–361)。残基数旁边表示的是每个构建体是否与HD-PTP(1-361)(B)使用Superose 6 10/300 GL凝胶过滤柱的SEC分析结果相互作用。标准蛋白尺寸标记物蓝色葡聚糖(空隙体积,V0)和卵白蛋白(75 kDa)用箭头表示。在每次分析中测试的蛋白质都表示出来(赖特). 通过SDS-PAGE和考马斯染色对HD-PTP和STAM2混合物洗脱液的峰分进行分析和可视化(左侧). S、 尺寸标记;一、 输入。(C) ITC分析。将每个0.5 mM STAM2肽滴定为50μM HD-PTP(1–361)。这个K(K)D类该值由每摩尔添加配体的积分热的曲线拟合得出。
图2
图2。HD-PTP和STAM2相互作用的结构分析。
(A) HD-PTP(1–361;NAYA)−STAM2(350–370)络合物的晶体结构。(左侧)这两种蛋白质以带状图的形式呈现,并根据它们在一级序列中的出现顺序标记二级结构。(赖特)复杂结构中显示的STAM2碎片的α-螺旋轮表示。在4℃范围内与HD-PTP接触的STAM2残留物被灰色半圆覆盖。(B-C)分子间疏水相互作用(B类)和水介导的氢键(C类). 棒中显示的是所有STAM2残基以及参与复合物形成步骤的HD-PTP残基。由三个水分子介导的氢键(如红色球体所示)用虚线表示。标记的是参与分子间相互作用的两个蛋白质残基。
图3
图3。三个Bro1结构域结合选择性的结构分析。
(A) HD-PTP(1–361;NAYA)−STAM2(350–370)和Alix(1–359)−CHMP4B(207–224)(PDB代码3C3Q)复合体之间的结构比较。分子间疏水相互作用中的关键残基以棒状显示并标记。STAM2和CHMP4B残基在下面反向排列,垂直线与标记的残基匹配。(B) Alix的Bro1域和Brox都不能绑定STAM2(350–370)。ITC测量是通过将0.5 mM STAM2(350–370)肽滴定到50μM Alix(1–359)和Brox(1–374)蛋白中进行的。(C) Thr145是HD-PTP与STAM2结合的关键残基。HD-PTP(1–361;NAYA)−STAM2(350–370)结构叠加在Alix(1–359)−CHMP4B(207–224)上(左侧)和Brox(1–377)−CHMP4B(207–224)(PDB代码3UM3)(中部)复合物。Alix的Lys151和Brox的Arg145对STAM2产生空间位阻,但HD-PTP的Thr145没有。(赖特)三个Bro1结构域残基均未对CHMP4B产生空间位阻。(D) Thr145的突变阻止HD-PTP(1-361)与STAM2(350-370)结合。通过将0.5 mM STAM2(350–370)肽滴定为50μM HD-PTP蛋白来进行ITC测量。左图显示了STAM2(350–370)和HD-PTP(1–361)之间的相互作用,与图1C中的图相同,该图包含在该图中进行比较。(E) CHMP4B(207–224)与HD-PTP(1–361)相互作用,与Thr145残基突变无关。将0.5 mM CHMP4B(207–224)肽滴定为50μM HD-PTP蛋白K(K)D类推导了数值。
图4
图4。HD-PTP与STAM2或CHMP4B之间的协同免疫沉淀分析。
用指示的构建物瞬时转染HEK293细胞,STAM2蛋白的表达水平(A类)或HD-PTP与STAM2的分子间相互作用(B类)或使用CHMP4B(C类)用免疫沉淀法和免疫印迹法检测。

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引用人

工具书类

    1. Kolch W,Pitt A(2010)功能蛋白质组学,以剖析癌症中的酪氨酸激酶信号通路。Nat Rev Cancer杂志10:618–629。10.1038/编号2900-内政部-公共医学
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出版物类型

MeSH术语

赠款和资金

这项工作得到了韩国国家研究基金会(2011-0030027和2015M3A9B5030308;给SJK)和世界一流研究所项目(WCI 2009-002;给BYK)的资助,该项目由科学、信息通信技术和未来规划部资助。这项工作还得到了韩国生物科学和生物技术研究所创新研究倡议项目的支持。资助者在研究设计、数据收集和分析、决定出版或编写手稿方面没有任何作用。