Structural and functional characterization of an anesthetic binding site in the second cysteine-rich domain of protein kinase Cδ*

doi:10.1016/j.bpj.2012.10.034

.2012年12月5日；103(11):2331-40.

doi:10.1016/j.bpj.2012.10.034。

蛋白激酶Cδ第二富含半胱氨酸结构域中麻醉剂结合位点的结构和功能表征*

尚穆加桑达拉吉¹, Joydip Das公司, 沃伦·桑德伯格, 周晓娟, 王丹（Dan Wang）, 罗伯特·奥梅辛, 卡罗尔·布鲁齐克, 蒂洛·斯泰尔, 基思·W·米勒

附属公司

PMID： 23283232
预防性维修识别码：项目经理3514512
内政部： 2016年10月10日/j.bpj.2012.10.034

蛋白激酶Cδ第二富含半胱氨酸结构域中麻醉剂结合位点的结构和功能表征*

Sivananthaperumal Shanmugasundararaj公司等。生物物理学J. 2012.

.2012年12月5日；103(11):2331-40.

doi:10.1016/j.bpj.2012.10.034。

作者

Sivananthaperumal Shanmugasundararaj公司¹, Joydip Das公司, 沃伦·桑德伯格, 周晓娟, 王丹（Dan Wang）, 罗伯特·奥梅辛, 卡罗尔·布鲁齐克, 蒂洛·斯泰尔, 基思·W·米勒

附属

¹马萨诸塞州总医院麻醉和危重病护理部，美国马萨诸塞州立大学波士顿。

PMID： 23283232
预防性维修识别码：项目经理3514512
内政部： 2016年10月10日/j.bpj.2012.10.034

摘要

要阐明麻醉与蛋白质相互作用的原理，需要以离子通道尚未达到的高分辨率进行结构测定。蛋白激酶C（PKC）活性受全身麻醉药调节。我们以1.36-Ω的分辨率解决了PKCδ与醚（甲氧基甲基环丙烷）和醇（环丙基甲醇）络合的佛波结合域（C1B）的结构。这两种试剂的环丙烷环置换了邻近佛波结合位点的表面口袋中的一个水分子，使范德瓦尔斯与残留物Asn-237到Ser-240的主链和/或侧链接触。令人惊讶的是，两个水分子锚定在Thr-242和Lys-260之间的氢键链中，使结合囊的一侧具有弹性。环丙烷环与Met-239的酰胺参与π-受体氢键。麻醉剂的氧原子和Tyr-236的羟基之间有一个关键的氢键。Tyr-236-Phe突变导致结合丢失。因此，范德瓦尔斯相互作用和氢键合对发生结合都至关重要。乙醇不能结合，因为它太短，不能从两种相互作用中受益。环丙基甲醇抑制佛波酯诱导的PKCδ活性，但在含有Tyr-236-Phe突变的PKCδ中不能抑制。

PubMed免责声明

数字

图1
PKC的总体结构δC1B亚结构域与CPM复合。(A类)中央处理器(青色)与Tyr-236、Asn-237、Tyr-232、Met-239和Ser-240形成的囊中的蛋白质结合，其羟基为氢键(虚线)至Tyr-236（2.8º）。该站点包括Tyr-236(金)，被叠氮醇光标记，以及Hurley小组发现的部分佛波结合位点（Met-239，Ser-240）（31）。虚线是锌的配位键(紫色)。(B类)与中相同方向的曲面表示A类通过半透明表面可以看到Tyr-236、Tyr-232、Met-239和Ser-240。氮原子和氧原子分别为蓝色和红色。分子图形图像是使用UCSF Chimera软件包（59）生成的（参见确认）。

图2
PKC的麻醉结合部位和佛波结合间隙的结构细节δC1B子域。碳原子是灰色的，氧原子是红色的，氮原子是蓝色的，硫原子是黄色的。50%概率下的热椭球代表水分子。为了清楚起见，省略了佛波裂中的水（详见图S2）。配体碳为青色。第2个F类_o个蛋白质的电子密度图(*绿色网格*)在1绘制σ截止。配体和水周围的等效映射(*洋红网眼布*)为1σ，CPE除外，其中地图绘制为0.9σ截止日期(A类)在麻醉部位含有水分子（water-1）的野生型C1B。水-2和水-3形成一个连接Thr-242和Lys-260的氢键网络。(B类)CPM绑定到C1B。CPM与Tyr-236形成氢键。水-2和水-3形成配体结合口袋的一侧。Ser-240的羟基现在采用两种旋转异构体。(插入)CPM的热椭球表示。(C类)CPM绑定到C1B。Ser-240的羟基再次采用两种旋转异构体。(插入)CPE的热椭球表示。(D类)C1B突变体Tyr-236-Phe的结构。水分子占据麻醉剂结合位点的方式与野生型非常相似。该突变株中未检测到CPM和CPE（见正文）。使用Chimera（59）绘制数字。

图3
CPM与PKC C1B结构域的相互作用δ配体的碳以青色表示，并用叠加的红色数字进行编号以供参考。未链接结构(洋红)除非与配体结合结构不同，否则省略(*浅蓝色*)。氧气是红色的，氮气是蓝色的，但处于未加标记状态的水是洋红色的。距离以Ångstroms为单位。配体的羟基与Tyr-236形成氢键。配体和几个残基以及在Thr-242和Lys-260之间氢键结合的Water-2和Water-3之间有良好的范德瓦尔斯接触（见正文）。配体结合结构显示Ser-240有两个转子异构体；其中一个与单个野生型结构重叠。配体取代了水1，其热椭球体如图所示）（参见讨论）。该图是使用Chimera（59）绘制的。

图4
CPM对佛波刺激PKC作用的比较δ野生型和突变型（Tyr-236-Phe）PKC的活性δ三个单独实验的点符合质量作用方程。分析结果如下表所示。

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