New Conformational State of NHERF1-CXCR2 Signaling Complex Captured by Crystal Lattice Trapping
Creators
- 1. Wayne State University
- 2. Argonne National Laboratory
- 3. Prince of Songkla University
Description
NHERF1 is a PDZ adaptor protein that scaffolds the assembly of diverse signaling complexes and has been implicated in many cancers. However, little is known about the mechanism responsible for its scaffolding promiscuity or its ability to bind to multiple targets. Computational studies have indicated that PDZ promiscuity may be attributed to its conformational dynamics, but experimental evidence for this relationship remains very limited. Here we examine the conformational flexibility of the NHERF1 PDZ1 domain using crystal lattice trapping via solving PDZ1 structure of a new crystal form. The structure, together with prior PDZ1 structures of a different space group, reveals that 4 of 11 ligand-interacting residues undergo significant crystal packing-induced structural changes. Most of these residues correspond to the residues involved in allosteric transition when a peptide ligand binds. In addition, a subtle difference in ligand conformations causes the same peptide to bind in slightly different modes in different crystal forms. These findings indicate that substantial structural flexibility is present in the PDZ1 peptide-binding pocket, and the structural substate trapped in the present crystal form can be utilized to represent the conformational space accessible to the protein. Such knowledge will be critical for drug design against the NHERF1 PDZ1 domain, highlighting the continued need for experimentally determined PDZ1-ligand complexes.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
NHERF1 هو بروتين محول PDZ يعمل على تجميع مجمعات الإشارات المتنوعة وقد تورط في العديد من أنواع السرطان. ومع ذلك، لا يُعرف سوى القليل عن الآلية المسؤولة عن اختلاطها بالسقالات أو قدرتها على الارتباط بأهداف متعددة. أشارت الدراسات الحسابية إلى أن اختلاط PDZ قد يعزى إلى ديناميكياته التركيبية، لكن الأدلة التجريبية لهذه العلاقة لا تزال محدودة للغاية. هنا ندرس المرونة التركيبية لمجال NHERF1 PDZ1 باستخدام محاصرة الشبكة البلورية من خلال حل بنية PDZ1 لشكل بلوري جديد. يكشف الهيكل، جنبًا إلى جنب مع هياكل PDZ1 السابقة لمجموعة فضائية مختلفة، أن 4 من 11 بقايا متفاعلة مع الترابط تخضع لتغيرات هيكلية كبيرة ناتجة عن التغليف بالكريستال. تتوافق معظم هذه البقايا مع البقايا المشاركة في الانتقال التفارغي عندما ترتبط رابطة الببتيد. بالإضافة إلى ذلك، يؤدي الاختلاف الدقيق في تكوينات الترابط إلى ارتباط نفس الببتيد في أوضاع مختلفة قليلاً بأشكال بلورية مختلفة. تشير هذه النتائج إلى وجود مرونة هيكلية كبيرة في جيب ربط الببتيد PDZ1، ويمكن استخدام الحالة الفرعية الهيكلية المحبوسة في الشكل البلوري الحالي لتمثيل المساحة التركيبية التي يمكن للبروتين الوصول إليها. ستكون هذه المعرفة حاسمة لتصميم الأدوية مقابل مجال NHERF1 PDZ1، مما يسلط الضوء على الحاجة المستمرة إلى مجمعات PDZ1 - ligand المحددة تجريبيًا.Translated Description (French)
NHERF1 est une protéine adaptatrice de PDZ qui échafaude l'assemblage de divers complexes de signalisation et a été impliquée dans de nombreux cancers. Cependant, on sait peu de choses sur le mécanisme responsable de sa promiscuité d'échafaudage ou de sa capacité à se lier à de multiples cibles. Des études informatiques ont indiqué que la promiscuité de la PDZ peut être attribuée à sa dynamique conformationnelle, mais les preuves expérimentales de cette relation restent très limitées. Nous examinons ici la flexibilité conformationnelle du domaine NHERF1 PDZ1 en utilisant le piégeage du réseau cristallin via la résolution de la structure PDZ1 d'une nouvelle forme cristalline. La structure, ainsi que les structures PDZ1 antérieures d'un groupe d'espace différent, révèle que 4 des 11 résidus interagissant avec les ligands subissent des changements structurels importants induits par l'empilement des cristaux. La plupart de ces résidus correspondent aux résidus impliqués dans la transition allostérique lorsqu'un ligand peptidique se lie. De plus, une différence subtile dans les conformations des ligands provoque la liaison du même peptide dans des modes légèrement différents sous différentes formes cristallines. Ces résultats indiquent qu'une flexibilité structurelle substantielle est présente dans la poche de liaison au peptide PDZ1, et que le sous-état structurel piégé dans la forme cristalline actuelle peut être utilisé pour représenter l'espace conformationnel accessible à la protéine. De telles connaissances seront essentielles pour la conception de médicaments contre le domaine NHERF1 PDZ1, soulignant le besoin continu de complexes PDZ1-ligand déterminés expérimentalement.Translated Description (Spanish)
NHERF1 es una proteína adaptadora de PDZ que estructura el ensamblaje de diversos complejos de señalización y se ha implicado en muchos cánceres. Sin embargo, se sabe poco sobre el mecanismo responsable de su promiscuidad de andamiaje o su capacidad para unirse a múltiples objetivos. Los estudios computacionales han indicado que la promiscuidad de PDZ puede atribuirse a su dinámica conformacional, pero la evidencia experimental de esta relación sigue siendo muy limitada. Aquí examinamos la flexibilidad conformacional del dominio NHERF1 PDZ1 utilizando el atrapamiento de la red cristalina mediante la resolución de la estructura PDZ1 de una nueva forma cristalina. La estructura, junto con las estructuras anteriores de PDZ1 de un grupo espacial diferente, revela que 4 de 11 residuos que interactúan con el ligando experimentan cambios estructurales significativos inducidos por el empaquetamiento cristalino. La mayoría de estos residuos corresponden a los residuos implicados en la transición alostérica cuando se une un ligando peptídico. Además, una diferencia sutil en las conformaciones del ligando hace que el mismo péptido se una en modos ligeramente diferentes en diferentes formas cristalinas. Estos hallazgos indican que la flexibilidad estructural sustancial está presente en el bolsillo de unión al péptido PDZ1, y el subestado estructural atrapado en la presente forma cristalina se puede utilizar para representar el espacio conformacional accesible a la proteína. Dicho conocimiento será crítico para el diseño de fármacos contra el dominio NHERF1 PDZ1, destacando la necesidad continua de complejos PDZ1-ligando determinados experimentalmente.Files
journal.pone.0081904&type=printable.pdf
Files
(5.0 MB)
Name | Size | Download all |
---|---|---|
md5:5d706a2cfed5ca1fea1c70b31b1b1f70
|
5.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- حالة مطابقة جديدة لمجمع إشارات NHERF1 - CXCR2 التي تم التقاطها بواسطة محاصرة كريستال شعرية
- Translated title (French)
- Nouvel état conformationnel du complexe de signalisation NHERF1-CXCR2 capturé par piégeage du réseau cristallin
- Translated title (Spanish)
- Nuevo estado conformacional del complejo de señalización NHERF1-CXCR2 capturado por atrapamiento de celosía de cristal
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W1966675151
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0081904
References
- https://openalex.org/W1539796472
- https://openalex.org/W1965144258
- https://openalex.org/W1973555080
- https://openalex.org/W1978633697
- https://openalex.org/W1985446591
- https://openalex.org/W1993446370
- https://openalex.org/W1994996237
- https://openalex.org/W2004360551
- https://openalex.org/W2008186223
- https://openalex.org/W2011780927
- https://openalex.org/W2012181614
- https://openalex.org/W2018262140
- https://openalex.org/W2035834851
- https://openalex.org/W2046002103
- https://openalex.org/W2053004995
- https://openalex.org/W2063216482
- https://openalex.org/W2066962978
- https://openalex.org/W2074570440
- https://openalex.org/W2079064092
- https://openalex.org/W2096783993
- https://openalex.org/W2097029677
- https://openalex.org/W2102983156
- https://openalex.org/W2105006060
- https://openalex.org/W2108921801
- https://openalex.org/W2112415662
- https://openalex.org/W2120193650
- https://openalex.org/W2121723608
- https://openalex.org/W2127290087
- https://openalex.org/W2127325055
- https://openalex.org/W2143408543
- https://openalex.org/W2144081223
- https://openalex.org/W2149332230
- https://openalex.org/W2154429701
- https://openalex.org/W2154714625
- https://openalex.org/W2156096588
- https://openalex.org/W2156999424
- https://openalex.org/W2159418731
- https://openalex.org/W2160271037
- https://openalex.org/W2163341755
- https://openalex.org/W2163537415
- https://openalex.org/W2167263540
- https://openalex.org/W2168009822
- https://openalex.org/W2180229411