A novel variant of the immunoglobulin fold in surface adhesins of Staphylococcus aureus: crystal structure of the fibrinogen-binding MSCRAMM, clumping factor A

doi:10.1093/emboj/cdf619

.2002年12月16日；21(24):6660-72.

doi:10.1093/emboj/cdf619。

金黄色葡萄球菌表面粘附素中免疫球蛋白折叠的一种新变体：纤维蛋白原结合MSCRAMM的晶体结构，聚集因子A

冠军C S Deivanayagam¹, 伊丽莎白·R·万, 魏晨, 迈克·卡森, 卡纳格拉加塔R拉贾珊卡, 马格努斯·霍克, Sthanam V L Narayana公司

附属公司

PMID： 12485987
预防性维修识别码：项目经理139082
内政部： 10.1093/emboj/cdf619

金黄色葡萄球菌表面粘附素中免疫球蛋白折叠的一种新变体：纤维蛋白原结合MSCRAMM的晶体结构，聚集因子A

冠军C S Deivanayagam等。欧洲工商管理硕士J. 2002.

.2002年12月16日；21(24):6660-72.

doi:10.1093/emboj/cdf619。

作者

冠军C S Deivanayagam¹, 伊丽莎白·R·万, 魏晨, 迈克·卡森, 卡纳加拉加塔R Rajashankar, 马格努斯·霍克, Sthanam V L Narayana公司

附属

¹美国阿拉巴马大学伯明翰分校第18街南1025号244 CBSE视光学院生物物理科学与工程中心，邮编35294-0005。

PMID： 12485987
预防性维修识别码：项目经理139082
内政部： 10.1093/emboj/cdf619

摘要

我们在这里报告了金黄色葡萄球菌MSCRAMM的最小配体结合片段的晶体结构，即聚集因子A。该纤维蛋白原结合片段包含两个相似的折叠结构域。观察到的折叠是免疫球蛋白基序的一种新变体，我们称之为DE-variant或DEv-IgG折叠。该亚组包括胶原蛋白结合的金黄色葡萄球菌MSCRAMM CNA的配体结合域，以及许多以前被归类为胶冻卷的其他结构。结构预测表明，迄今为止鉴定的四种纤维蛋白原结合的金黄色葡萄球菌MSCRAMM也将含有相同的DEv-IgG倍数。以纤维蛋白原γ-链C末端区域为探针的系统对接搜索表明，在聚集因子的两个DEv-IgG结构域之间形成了一个疏水口袋，作为配体结合位点。聚集因子中的残基Tyr256、Pro336、Tyr338和Lys389被突变替换，这些残基被提议接触γ-链的末端残基（408）AGDV（411），导致蛋白质对纤维蛋白原的亲和力没有或显著降低。

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数字

**图1。**的Fg-binding MSCRAMM金黄色葡萄球菌：ClfA、ClfB、FnbpA和FnbpB。(A类)的四个Fg-binding MSCRAMM金黄色葡萄球菌到目前为止，已鉴定出一个共同的结构组织，包括一个信号肽，随后是N末端配体结合a区域，其中可以鉴定出三个亚结构域，即N1、N2和N3。N2和N3之间的边界由保守的Tyr残基表示。在C末端，存在细胞壁结合区（W）、膜跨域（M）和带电C末端（C）。ClfA在配体结合a区和“DS”二肽重复R区有一个独特的推测EF-hand。ClfB类似于ClfA，包含连接A-和R-区域的额外富含脯氨酸的片段。FnbpA和FnbpB含有独特的纤维连接蛋白结合D重复序列和功能未知的B重复序列。(B类)rClfA N端三分之二的序列比对_(221–559)具有相应的ClfB、FnbpA和FnbpB区域。红色、蓝色和黑色字母分别代表带电、极性和疏水残基。相同的残基被遮蔽，N2和N3结构域之间的连接器中的保守Tyr残基被装箱。次要结构元素以彩虹方式着色，如图2、4和5所示。

**图2。**rClfA的域结构_{（221–559）}. (A类)ClfA晶体结构的立体带状图。在这两个独立的结构域中，β链A–G以彩虹方式着色。用Y369表示的N端和C端以及域之间的边界也被标记。每个域都有一个由图纸相对方向定义的坐标轴。黑色长轴是板材的平均方向。银球代表金属离子。(B类)ClfA N2和N3结构域的基于结构的序列比对。绞合线A–G用箭头标记，箭头颜色如带状图所示。所有Cα叠加在1.5以内的残留物范围Å 已装箱。疏水残基为黑色，极性残基为蓝色，带电残基为红色。相同残基以灰色突出显示。(C类)ClfA N2和N3畴的叠加。两个域的立体带状图被重叠。β-链A–G按照上述方式进行标记和着色。第一域的线圈区域为深灰色，连接两个域的线圈为浅灰色，第二域的线圈显示为白色。平均板材方向与年-轴和相邻绞线之间的平均方向x-轴。

**图3。**金属结合位点M1的结构。A代表2（f）_o（o）–*（f）*_c（c）电子密度图（由1.0σ水平的归一化图绘制）显示了金属结合位点M1的八面体配位，其中来自Asn267、Ala269和Val323的三个主链羰基氧原子与三个水分子（W622、W627和W719）一起构成配位几何。

**图4。**IgG和MSCRAMM域的拓扑结构。如图2所示，标签股A–G的带状图以彩虹方式着色。结构的相应拓扑图如右图所示。(A类)IgG-C结构域。(B类)ClfA N2域[rClfA_(221–559)]. (C类)CNA19域（CNA_169–318). (D类)IgG、rClfA的叠加_{（221–559）}-N2和CNA_169–318.

**图5。**DEv-IgG折叠呈彩虹色的晶体结构带状图，如图2和图4所示。(A类)ClfA的N2域。(B类)α2-巨球蛋白受体结合结构域（PDB编码：1AYO，Z轴-得分：8.7，均方根标准偏差：2.8，等效残差：133）。(C类)整合素αVβ3胞外段的Calf-2结构域（PDB代码：1JV2，Z轴-得分：8.4，均方根标准偏差：12.3，等效残差：149）。(D类)来自支架蛋白的内聚蛋白结构域*热梭菌*（PDB代码：1AOH，Z轴-得分：7.6，均方根标准偏差：3.4，等效残差：123）。(E类)白喉毒素的R结构域（PDB代码：1DDT，Z轴-得分：7.2，均方根标准偏差：4.2，等效残差：129）。(如果)纤维素体支架蛋白（PDB代码：1NBC，Z轴-得分：7.0，均方根标准偏差：3.0，等效残差：109）。Z轴-分数、r.m.s.d.值和等效残差。来自DALI。

**图6。**(A类)立体表面图显示Fgγ链肽的七种溶液停靠在N2和N3结构域之间的疏水口袋中。疏水残基、极性残基、阳性残基和阴性残基分别以白色、品红色、蓝色和红色显示。氰和金分别代表氢键的供体和受体。(B类)显示残基相互作用的立体带状图⁴⁰⁸AGDV公司⁴¹¹Fgγ链的（蓝色）和rClfA的N2（深灰色）和N3（白色）域的残基_(221–559).富含甘氨酸地区的丝带⁵³²GSGSGDGI公司⁵³⁹是橙色的。

**图7。**(A类)rClfA的相对亲和力_221–559w.t.（闭合圆），rClfA_221–559Y（Y）₂₅₆→A（开放方块）和rClfA_221–559Y（Y）₃₃₈→在抑制ELISA型分析中检测Fg的A（开放钻石）（Smith等., 1993). 生物素标记的rClfA_221–559在Fg包被的微量滴定器孔中与指示浓度增加的未标记ClfA蛋白孵育。然后量化与固定化Fg结合的标记ClfA蛋白的量。这个*K（K）*_d日通过使用荧光偏振法测定蛋白质与荧光标记的17-氨基酸长合成肽（代表Fgγ链的C末端）的亲和力，计算每个蛋白质的亲和力。(B类)rClfA的相对亲和力_221–559A类₂₅₄→S（垂直闭合三角形），rClfA_221–559我₃₈₇→S（倒三角形），rClfA_221–559K（K）₃₈₉→A（×），rClfA_221–559P（P）₃₃₆→A（+），rClfA_221–559P（P）₃₃₆→Fg的S（开口垂直三角形）按上述相同方式进行检查。*K（K）*_d日也按指示进行了计算。

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