| 海绵状血管瘤研究信息 |
揭示构象稳定的界面 |
脑海绵状血管瘤是血管发育异常，通常发生在大脑，并与相关联的基因突变。此处我们报告的埃晶体结构的的锚蛋白重复结构域和结构域的蛋白产物的牛含锚蛋白。晶体结构显示牛含锚蛋白锚蛋白含有几个锚蛋白重复序列。有一种不寻常的构象在由稳定的重复中，该结构显示出溶剂暴露的锚蛋白沟。不对称单元内三个拷贝的域取向表明牛含锚蛋白锚蛋白和结构域之间的稳定相互作用，表明球状锚蛋白模块。这类似于在胫骨前肌的结构域的末端发现的额外结构域。牛含锚蛋白锚蛋白的结构分析突出了高进化保守的表面区域，并提出了可以介导与结合配偶体相互作用的潜在位点。因此该结构在分子水平上提供了对牛含锚蛋白的更好理解。脑海绵状血管瘤是血管发育异常，通常发生在脑和在高达已发现人类人口。该疾病的零星发生主要与单个病变相关，并且可导致出血性中风，局灶性神经缺陷有时甚至死亡。家族性疾病的发生比散发性疾病更严重。家族性病例在整个生命过程中与多种病变相关并且可能具有破坏性影响。尽管近年来在理解疾病中被破坏的基本信号传导途径和机制方面取得了重大进展。这些研究的最重要的发现是，几乎所有家族性脑海绵状血管瘤患者都是三个基因之一突变的杂合子，在这些患者中，病变与第二次命中突变相关，该突变通常导致所得蛋白质的消除表达。因此理解功能角色在临床和生物学上都很重要这三种基因的蛋白质产物，以及为什么破坏它们的表达导致不稳定的神经血管系统。
这些蛋白质产物通常被认为是支架蛋白，并且可以通过直接相互作用。已经对和进行了结构研究，发现了两种蛋白质中的新结构域以及和与结合配偶体相互作用的结构基础。类似地已经对牛含锚蛋白进行了结构研究，并促进了在牛含锚蛋白末端发现了折叠结构域，这是一种与蛋白质相互作用的新型结合位点整合素细胞质相关蛋白，与相互作用的模式和以及末端结构域与小真阳性酶结合的独特和不寻常的方式。因此，这些结构研究提供了对脑海绵状血管瘤复合蛋白及其相互作用的分子基础的，但是我们对牛含锚蛋白的结构性理解仍然存在差距。该蛋白质的结构域分配包括结晶学上定义的末端结构域，三个基序，预测的锚蛋白重复结构域末端。锚蛋白和结构域折叠被充分描述为蛋白质蛋白质相互作用的介质，然而直到现在没有结构包含牛含锚蛋白锚蛋白。因此，我们考虑晶体学研究是否可以揭示牛含锚蛋白锚蛋白的结构，帮助我们更好地理解牛含锚蛋白如何折叠，并提高我们对牛含锚蛋白生物学功能的理解。我们报告人类牛含锚蛋白锚蛋白重复序列和结构域的晶体结构。这是第一个含有牛含锚蛋白锚蛋白的晶体结构。我们发现牛含锚蛋白含有四个锚蛋白重复序列，锚蛋白包含牛含锚蛋白结构域。这种构象在不对称单元中的三个拷贝上维持，并且由于其与结构域的关系使得人们想起在胫骨前肌中发现的结构域。因此我们提出牛含锚蛋白锚蛋白是类似的结构域。我们还发现牛含锚蛋白锚蛋白的锚蛋白凹槽暴露并远离结构域，具有疏水性裂缝和保守的色氨酸残留物标志着树林的中心。我们建议牛含锚蛋白锚蛋白准备在该位点进行蛋白质蛋白质相互作用。
我们首先对牛含锚蛋白构建体的表达和纯化进行取样，以确定牛含锚蛋白锚蛋白的结构。我们发现，我们能够表达和纯化牛含锚蛋白的构建体，其包含的预测锚蛋白和两个结构域，并且该蛋白质可纯化，结晶品质，并浓缩至约毫克毫升。在用牛含锚蛋白锚蛋白进行广泛的结晶试验时，我们能够获得衍射品质的晶体并收集到的射线衍射数据到分辨率。我们使用牛含锚蛋白结构域通过分子置换确定结构，并且使用具有高序列相似性的工程化锚蛋白重复蛋白与牛含锚蛋白预测的锚蛋白。表明牛含锚蛋白包含折叠成一个几个锚蛋白重复序列的锚蛋白重复残基还示出了域之间，该牛含锚蛋白域中维护的其三叶组合物在较长构建体的背景下在残基折叠亚结构域。整体结构包括几个不对称单元中的牛含锚蛋白锚蛋白拷贝。残留物在电子密度中是可见的对于几个拷贝中的每一个，未观察到分别在叶中的部分。内的晶格存在叶和凹之间的相互作用表面的锚蛋白的。这种相互作用似乎是结晶学的，因为我们在通过尺寸排阻色谱法纯化牛含锚蛋白锚蛋白时未观察到更高级的低聚物。牛含锚蛋白域和锚蛋白的紧凑配置发生在每个副本中，由此锚蛋白堆叠在域的叶片上。牛含锚蛋白锚蛋白的三份副本对于每个链配对，在不对称单元内的实验上与在以下的均方根偏差相比，超过多个碳原子。该结构代表了牛含锚蛋白锚蛋白的第一个可视化以及它如何与牛含锚蛋白域相互作用。
当鉴定出牛含锚蛋白基因时，预测牛含锚蛋白的锚蛋白区域含有包含四个锚蛋白重复序列的锚蛋白重复结构域，但直到现在尚未在结构水平证实。我们发现牛含锚蛋白锚蛋白含有四个锚蛋白重复序列。锚蛋白重复序列规范长度为多个氨基酸，包含两个螺旋和一个与下一个重复序列连接的发夹。重复在中相互叠加。锚蛋白重复结构域通常在蛋白质识别中起作用通过使用手掌和手指之间的凹形锚蛋白沟与结合配偶体相互作用。牛含锚蛋白锚蛋白遵循规范折叠，每个重复包含预期的螺旋和发夹样二级结构元件。然而第四个锚蛋白重复序列在其螺旋之间含有插入物，其包含三个残基。这种插入物似乎被高度保守的稳定，其介于螺旋之间，并且可能是这种特定构象所必需的。在该结构中在牛含锚蛋白锚蛋白和牛含锚蛋白结构域之间观察到意外的界面。这种相互作用由锚蛋白重复序列的凸表面介导，并且主要是结构域的叶的链和螺旋之间的区域。相互作用平均埋埃。它主要是极性相互作用，包含多个氢键并且在进化过程中非常保守。锚蛋白界面的紧密性以及在不对称单元中发现的三个拷贝的这种排列的一致性表明锚蛋白可以被认为是牛含锚蛋白结构域的叶，类似于在观察到的结构域。的进化保守性有可能表明蛋白质区域对分子间相互作用很重要。以前我们证明了之间的相互作用是使用高度保守的表面进行的。因此我们将当前结构与先前确定的牛含锚蛋白结构重叠，与其结合配偶体复合，以研究其他合作伙伴的潜在结合位点。我们发现基于叠加，没有牛含锚蛋白锚蛋白需要构象变化以适应与酶的结合。我们还发现来自不同复合物的每个结构域的结构比较产生了超过多个碳残基的最大均方根偏差，表明包含锚蛋白或酶或的结合的构象变化非常小。
牛含锚蛋白锚蛋白的保守分析显示最广泛的完全保守表面是结构域叶上的酶结合位点。在锚蛋白上还存在广泛的完全保守区域，这些区域分别位于锚蛋白的锚蛋白沟和背侧。锚蛋白的保守区域主要是疏水的，具有一些负静电势的区域。在分析牛含锚蛋白锚蛋白时，我们注意到一个保守的色氨酸残基。该色氨酸位于锚蛋白凹槽的疏水片中，与由稳定的插入物一致似乎定义了具有介导蛋白质蛋白质相互作用的潜力的结构特征。在未来的研究中发现牛含锚蛋白的锚蛋白沟是否介导蛋白质蛋白质相互作用将是有趣的。牛含锚蛋白锚蛋白含有几个锚蛋白重复序列。在将结构提交给服务器时，观察到与设计的锚蛋白重复蛋白的高度相似性。例如对于设计为与微管蛋白相互作用的在多个氨基酸上的均方根偏差，在多个氨基酸上的序列同一性为。尽管牛含锚蛋白具有已知的微管蛋白结合蛋白功能，结构叠加表明相互作用会产生碰撞，微管结合试验证实锚蛋白不结合微管未显示。牛含锚蛋白基因的突变与脑海绵状血管瘤疾病密切相关。我们通过确定牛含锚蛋白锚蛋白的晶体结构，着手更好地了解牛含锚蛋白的结构和功能。我们对结构的分析表明牛含锚蛋白含有几个锚蛋白重复序列的锚蛋白重复结构域，其保持在与牛含锚蛋白结构域相邻的稳定构象中。
牛含锚蛋白锚蛋白的结构表明在进化过程中完全保守的表面区域，并且其中锚蛋白凹槽是疏水的。完全保守的与周围残基排列，特别是由稳定的中的不寻常环，似乎定义了潜在的相互作用表面，尽管结合配偶体尚不清楚。迄今为止我们用于探测结合伴侣在该表面相互作用的能力的广泛研究尚无定论，并将在未来的研究中进行跟踪。我们发现牛含锚蛋白也受到了阻碍通过下拉强烈结合多种蛋白质未显示，因此我们要提醒单独使用牛含锚蛋白结构域进行蛋白质相互作用研究。尽管如此牛含锚蛋白锚蛋白的锚蛋白凹槽似乎是作为大分子相互作用位点而定制的。对于整联蛋白结合蛋白已经充分记录了与结构域相邻的其他结构域的存在，其中叶之前他们的域名。对于牛含锚蛋白锚蛋白似乎也发挥了类似的结构作用。在我们的晶体结构的不对称单元的三个拷贝的每一个中，它在构象上是非常相似的排列。因此我们建议将锚蛋白区域视为球状模块，而不是将锚蛋白和域视为串上串珠。另外方向关于结构域的锚蛋白产生保守的形楔形，并且看看它是否介导分子间相互作用的位点也将是有趣的。总的来说，抗体锚蛋白结构的确定提供了牛含锚蛋白锚蛋白的清晰定义，其包含几个锚蛋白重复序列。该结构表明锚蛋白和结构域的稳定方向，并且还暗示了结合伴侣相互作用的潜在位点。 |
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| INC国际神经外科医生集团是个由世界顶尖的神经外科教授自发组织成立的医生集团，成员教授均由世界神经外科联合会(WFNS)及各国神经外科协会主席级别的教授组成。他们分别代表美国、欧洲、日本乃至全世界最顶尖的神经外科水平，分别任职各自领域的世界相关协会主席。每名教授均在各自领域推动了世界神经外科水平的发展。 |
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星形胶质瘤
