日本語AIでPubMedを検索
KSPVPKSPVEEKGへのAl(III)結合の理論的特徴付け：神経フィラメント形成のための重要な配列と相互作用するアルミニウムの性質への洞察
Theoretical characterization of Al(III) binding to KSPVPKSPVEEKG: Insights into the propensity of aluminum to interact with key sequences for neurofilament formation.
PMID: 32679460 DOI: 10.1016/j.jinorgbio.2020.111169.
抄録
古典的分子動力学シミュレーションと密度汎関数理論を用いて、フラグメントKSPVPKSPVEEKG（NF13）の様々なリン酸化誘導体、ヒト神経フィラメント培地（NFM）の主要な多リン酸化ドメインとアルミニウムの相互作用を明らかにした。我々の計算により、アルミニウムが多座構造を形成し、異なる側鎖間の架橋剤として作用し、結合部位周辺の局所的な二次構造を変化させるという明確な傾向を持つ、結果として得られた構造の豊富な配位化学を明らかにした。結合エネルギーの評価から、生物学的システムにおけるアルミニウムのよく知られたキレート剤ほど強い相互作用ではないが、リン酸化はアルミニウムに対するこれらのペプチドの親和性を増加させることを決定することができます。最後に、最初の溶媒和層に水酸化物が存在すると、結合親和性に明らかな減衰効果があることを明らかにした。この結果は、この外因性の神経毒金属と、最も重要な変性疾患の背後にある神経フィラメントのもつれの形成に重要な配列との間に形成される可能性のある構造の解明に役立つものである。
Classical molecular dynamic simulations and density functional theory are used to unveil the interaction of aluminum with various phosphorylated derivatives of the fragment KSPVPKSPVEEKG (NF13), a major multiphosphorylation domain of human neurofilament medium (NFM). Our calculations reveal the rich coordination chemistry of the resultant structures with a clear tendency of aluminum to form multidentate structures, acting as a bridging agent between different sidechains and altering the local secondary structure around the binding site. Our evaluation of binding energies allows us to determine that phosphorylation has an increase in the affinity of these peptides towards aluminum, although the interaction is not as strong as well-known chelators of aluminum in biological systems. Finally, the presence of hydroxides in the first solvation layer has a clear damping effect on the binding affinities. Our results help in elucidating the potential structures than can be formed between this exogenous neurotoxic metal and key sequences for the formation of neurofilament tangles, which are behind of some of the most important degenerative diseases.
Copyright © 2020 Elsevier Inc. All rights reserved.