Distal Hydrogen-bonding Interactions in Ligand Sensing and Signaling by Mycobacterium tuberculosis DosS.
Mycobacterium tuberculosis DosSにおけるリガンド感知とシグナル伝達における遠位水素結合相互作用 (機械翻訳の邦題)
記録の確認項目
- 研究デザイン
- その他の原著論文
- 対象
- 未確定
- 出版年
- 2016
- 出典
- doi.org
- 抄録の表示
- 表示あり
- 出版状態
- 有効な記録
- 状態確認日
- 2026/08/17
- 収集日
- 2026/08/03
- 鮮度
- 確認期限内
- 確認段階
- 自動処理
- 記録状態
- 公開
日本語要約(機械生成)
Mycobacterium tuberculosisのDosSは、一酸化窒素、一酸化炭素、低酸素に応答して休眠遺伝子を誘導するセンサーキナーゼである。本研究では、ヘム鉄に結合するCOおよびNOリガンドの認識とシグナル伝達における遠位水素結合ネットワークの役割を解明するため、Glu-87とHis-89の部位特異的変異体を用いて解析した。自己リン酸化アッセイと分子動力学シミュレーションにより、Glu-87はリガンド認識に、His-89はキナーゼドメインへのシグナル伝達に重要であり、Arg-204も関与することが示された。E87AおよびE87G変異体は構成的に活性化したが、自己リン酸化活性は野生型より低く、E87D変異体はFe(II)-NO複合体のみで活性を示した。H89R変異体は活性が減弱し、H89AおよびR204A変異体は不活性であった。共鳴ラマン分光法により、H89A変異はヘムの配位状態やポルフィリン構造を変えず、ドメイン間相互作用を破壊することが示唆された。これらの結果は、遠位水素結合ネットワークがリガンド認識とキナーゼドメインへのコミュニケーションに重要であることを確認した。
この要約は公開抄録のみを根拠にAIが機械的に生成したものです。正確な内容は原文を確認してください。
抄録
Mycobacterium tuberculosis DosS is critical for the induction of M. tuberculosis dormancy genes in response to nitric oxide (NO), carbon monoxide (CO), or hypoxia. These environmental stimuli, which are sensed by the DosS heme group, result in autophosphorylation of a DosS His residue, followed by phosphotransfer to an Asp residue of the response regulator DosR. To clarify the mechanism of gaseous ligand recognition and signaling, we investigated the hydrogen-bonding interactions of the iron-bound CO and NO ligands by site-directed mutagenesis of Glu-87 and His-89. Autophosphorylation assays and molecular dynamics simulations suggest that Glu-87 has an important role in ligand recognition, whereas His-89 is essential for signal transduction to the kinase domain, a process for which Arg-204 is important. Mutation of Glu-87 to Ala or Gly rendered the protein constitutively active as a kinase, but with lower autophosphorylation activity than the wild-type in the Fe(II) and the Fe(II)-CO states, whereas the E87D mutant had little kinase activity except for the Fe(II)-NO complex. The H89R mutant exhibited attenuated autophosphorylation activity, although the H89A and R204A mutants were inactive as kinases, emphasizing the importance of these residues in communication to the kinase core. Resonance Raman spectroscopy of the wild-type and H89A mutant indicates the mutation does not alter the heme coordination number, spin state, or porphyrin deformation state, but it suggests that interdomain interactions are disrupted by the mutation. Overall, these results confirm the importance of the distal hydrogen-bonding network in ligand recognition and communication to the kinase domain and reveal the sensitivity of the system to subtle differences in the binding of gaseous ligands.
MeSH
DOI 10.1074/jbc.m116.724815
PMID 27235395
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