I型リボソーム不活性化蛋白質α-モモルチャリンの異なる基質アナログとの原子分解能構造

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Int. J. Biol. Macromol..2020 Jul;S0141-8130(20)33812-5. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2020.07.063.Epub 2020-07-09.

I型リボソーム不活性化蛋白質α-モモルチャリンの異なる基質アナログとの原子分解能構造

Atomic-resolution structures of type I ribosome inactivating protein alpha-momorcharin with different substrate analogs.

Xiaojiao Fan
Yang Wang
Feng Guo
Yuzhu Zhang
Tengchuan Jin

PMID: 32653369 DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2020.07.063.

抄録

ゴーヤ種子由来のα-モモルチャリン(α-MC)は、28S rRNAから特定のアデニンを除去し、タンパク質の生合成を阻害するI型リボソーム不活性化タンパク質である。ここでは、異なる基質アナログ（アデニン、AMP、cAMP、dAMP、ADP、GMP、キサントシン）とα-MCの7つの結晶複合体構造を1.08Åから1.52Åの分解能で報告する。これらの構造から、アデニンだけでなく、グアニンやその類似体もα-MMCに効果的に結合できることが明らかになりました。Tyr93の側鎖は2つのコンフォメーションをとり、α-MCの基質結合ポケットを開閉するスイッチとして機能している。アデニン、AMP、GMP、およびグアニンは、異なるRIPにおいて同様の活性部位に位置しているが、RIPと基質アナログとの間の相互作用に関与する残基はわずかに異なっている。本研究で明らかになった基質アナログとα-MCの複合構造は、α-MCの酵素機構に関する有用な情報を提供し、α-MCの中毒治療のための新たな阻害剤の開発を可能にする可能性がある。

Alpha-momorcharin (Alpha-MMC) from the seed of bitter melon is a type I ribosome inactivating protein that removes a specific adenine from 28S rRNA and inhibits protein biosynthesis. Here, we report seven crystal complex structures of alpha-MMC with different substrate analogs (adenine, AMP, cAMP, dAMP, ADP, GMP, and xanthosine) at 1.08 Å to 1.52 Å resolution. These structures reveal that not only adenine, but also guanine and their analogs can effectively bind to alpha-MMC. The side chain of Tyr93 adopts two conformations, serving as a switch to open and close the substrate binding pocket of alpha-MMC. Although adenine, AMP, GMP, and guanine are located in a similar active site in different RIPs, residues involved in the interaction between RIPs and substrate analogs are slightly different. Complex structures of alpha-MMC with different substrate analogs solved in this study provide useful information on its enzymatic mechanisms and may enable the development of new inhibitors to treat the poisoning of alpha-MMC.