《Science | MKK6-p38α复合物的结构决定MAPK特异性和激活的基础》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2023-09-26
  • 2023年9月14日,法国欧洲分子生物学实验室Matthew W. Bowler,Erika Pellegrini和瑞士日内瓦大学Francesco Luigi Gervasio共同合作在Science杂志上发表题为“Architecture of the MKK6-p38α complex defines the basis of MAPK specificity and activation”的文章。研究发现MKK6-p38α复合物的结构决定了MAPK的特异性和激活基础。

    有丝分裂原激活蛋白激酶(MAPK,一种特异于丝氨酸和苏氨酸的蛋白激酶,参与调节细胞的多种功能)。p38α是炎症和免疫反应信号传导的核心成分,因此是重要的药物靶点。由于捕获瞬时和动态异激酶复合物存在挑战,人们对MAPK激酶(MAP2K)双磷酸化激活其的分子机制还知之甚少。研究人员采用多学科方法生成p38α与MAP2K、MKK6组成复合物的结构模型,来了解其激活机制。并将冷冻电镜与分子动力学模拟、氢-氘交换质谱和细胞实验相结合。研究人员发现了动态、多步骤的磷酸化机制,识别了催化相关的相互作用,并表明MAP2K无序氨基末端决定了通路特异性。

    总之,这一工作捕捉到了细胞信号传导的基本步骤:一种磷酸化下游靶激酶的激酶。




    本文内容转载自“科学网”。

    原文链接: https://news.sciencenet.cn/htmlpaper/2023/9/202391619185819585940.shtm

相关报告
  • 《Nature | AAA+ATP酶激活转座酶的结构基础》

    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-06-29
    • 2024年6月26日,玛格丽塔·萨拉斯生物研究中心Ernesto Arias-Palomo、约翰斯霍普金斯大学James M. Berger共同通讯在Nature发表题为Molecular basis for transposase activation by a dedicated AAA+ ATPase的文章,揭示了专用AAA+ATP酶激活转座酶的分子基础,为染色体重排的调节和耐药基因的传播提供了见解。 研究的重点是IS21转座酶系统,该系统可作为阐明AAA+ATP酶如何调节转座酶中的位点选择性和催化功能的模型。研究人员证明,在这一过程中起关键作用的IstB ATP酶会自我组装成一种自动抑制的二聚体五聚体,将靶DNA紧密弯曲成半螺旋。这种独特的结构通过核苷酸控制的组装和DNA变形来稳定,从而实现基于结构的位点选择性和转座酶募集。作者发现,两个IstB十聚体可以二聚化,将靶核酸稳定成与IstA转座酶结合的S形扭结构型。这种相互作用形成了大约1MDa的转座子复合体,突出了特定相互作用在刺激调节ATP酶活性和触发转座酶上的大构象变化中的重要性,该转座酶定位催化位点以进行DNA链转移。 研究还表明,IstA转座酶具有两个螺旋-转螺旋(HTH)DNA结合结构域、一个DDE催化基序和一个β-桶,后面是一个柔性的羧基末端区域。据报道,IstA可以寡聚成高度交织的四聚体,将两个转座子末端突触形成超螺旋构型。然而,这种四聚体状态是无活性的,并且需要调节性IstB因子来进行转座。研究人员结合生物化学和结构方法,详细解析了IS21的核苷酸依赖性转座反应。他们的发现表明,核苷酸周转周期在允许IstB支持IstA转座方面发挥着至关重要的作用。该研究进一步证明,IstB AAA+通过利用其N端延伸促进蛋白质低聚和靶向双链弯曲来促进IS21转位,同时将AAA+结构域保持在稳定DNA上组装的非活性构型中。 此外,该研究表明,IstB通过捕获S形靶DNA来重塑双链DNA,该靶DNA是靶底物和由IstA转座酶带入复合物的供体DNA之间的接触点。在IstB十聚体连接处的这种尖锐的DNA弯曲用作靶底物和由IstA转座酶带到复合物的供体DNA之间的接触点。 这项研究的发现不仅有助于我们理解DNA转位的分子机制,而且突出了这些见解在生物技术和基因编辑中的潜在应用。控制和操纵转座元件的能力为基因工程和开发新的治疗策略提供了令人兴奋的可能性。正如作者所总结的,未来的研究将需要建立IstB核苷酸转换的确切机制作用,以及其他转座相关分子匹配物使用类似方法激活其同源转座酶的程度。
  • 《Cell | α7烟碱受体变构调节和激活的结构机制》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-02-27
    • 2024年2月20日,加州大学圣地亚哥分校等机构的研究人员在Cell上发表题为Structural mechanisms of α7 nicotinic receptor allosteric modulation and activation的文章。 α7烟碱乙酰胆碱受体是一种五聚体配体门控离子通道,在整个神经系统的胆碱能信号传导中起着重要作用。其独特的生理特征和对神经系统疾病和炎症的影响使其成为一个有前途但具有挑战性的治疗靶点。正变构调节剂克服了传统α7激动剂的局限性,但其增强机制尚不清楚。 该研究展示了α7-调节剂复合物的高分辨率结构,揭示了部分重叠的结合位点,但构象状态不同。结构引导的功能和计算测试表明,调节剂活性的差异源于通道门控残基从孔隙中稳定旋转。研究人员使用时间分辨冷冻电子显微镜 (cryo-EM) 方法扩展了研究,以揭示该同聚体通道的不对称状态转变,并且还发现具有变构激动剂活性的调节剂利用了独特的通道门控机制。这些结果定义了α7变构调节和激活的机制,并在整个五聚体受体超家族中产生影响。