The pathway of ligand dissociation

The pathway of ligand dissociation and how binding sites respond to force are not well understood for any macromolecule. Force effects on biological receptors have been studied through simulation or force spectroscopy, but not by high resolution structural experiments. To investigate this challenge, we took advantage of the extreme stability of the streptavidin–biotin interaction, a paradigm for understanding non-covalent binding as well as a ubiquitous research tool. We synthesized a series of biotin-conjugates having an unchanged strong-binding biotin moiety, along with pincer-like arms designed to clash with the protein surface: ‘Love–Hate ligands’. The Love–Hate ligands contained various 2,6-di-ortho aryl groups, installed using Suzuki coupling as the last synthetic step, making the steric repulsion highly modular. We determined binding affinity, as well as solving 1.1–1.6 Å resolution crystal structures of streptavidin bound to Love–Hate ligands. Striking distortion of streptavidin’s binding contacts was found for these complexes. Hydrogen bonds to biotin’s ureido and thiophene rings were preserved for all the ligands, but biotin’s valeryl tail was distorted from the classic conformation. Streptavidin’s L3/4 loop, normally forming multiple energetically-important hydrogen bonds to biotin, was forced away by clashes with Love–Hate ligands, but Ser45 from L3/4 could adapt to hydrogen-bond to a different part of the ligand. This approach of preparing conflicted ligands represents a direct way to visualize strained biological interactions and test protein plasticity.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ทางเดินของลิแกนด์แยกออกจากกันและวิธีการที่เว็บไซต์ผูกพันตอบสนองต่อแรงจะไม่เข้าใจกันดีสำหรับโมเลกุลใด ๆ ผลบังคับใช้ตั้งแต่วันรับทางชีวภาพได้รับการศึกษาผ่านการจำลองหรือบังคับเปคโทรส แต่ไม่โดยการทดลองโครงสร้างความละเอียดสูง เพื่อตรวจสอบความท้าทายนี้เราใช้ประโยชน์จากความมั่นคงที่มากที่สุดของการมีปฏิสัมพันธ์ streptavidin-ไบโอติน, กระบวนทัศน์สำหรับการทำความเข้าใจไม่โควาเลนต์ที่มีผลผูกพันเช่นเดียวกับเครื่องมือในการวิจัยที่แพร่หลาย เรารวบรวมชุดของไบโอติน conjugates-มีการเปลี่ยนแปลงที่แข็งแกร่งมีผลผูกพันครึ่งไบโอตินพร้อมกับแขนตรงกลางเหมือนออกแบบมาเพื่อปะทะกับพื้นผิวโปรตีน: 'แกนด์รักความเกลียดชัง' ลิแกนด์ที่รักความเกลียดชังที่มีกลุ่มต่างๆ aryl 2,6-di-ออร์โธติดตั้งโดยใช้ซูซูกิมีเพศสัมพันธ์เป็นขั้นตอนสังเคราะห์ที่ผ่านการเขม่น steric จำเพาะสูง เรามุ่งมั่นที่ผูกพันใกล้ชิดเช่นเดียวกับการแก้ 1.1-1.6 โครงสร้างผลึกความละเอียดของ streptavidin ผูกพันกับรักความเกลียดชังแกนด์ ที่โดดเด่นการบิดเบือนของการติดต่อผูกพัน streptavidin ถูกพบที่สลับซับซ้อนเหล่านี้ ไฮโดรเจนพันธบัตรเพื่อ ureido และ thiophene แหวนไบโอตินได้รับการเก็บรักษาไว้สำหรับแกนด์ทั้งหมด แต่หาง valeryl ไบโอตินที่ถูกบิดเบือนจากโครงสร้างคลาสสิก streptavidin ของ L3 / 4 วงตามปกติการสร้างหลายไฮโดรเจนพันธบัตรพลังสำคัญในการไบโอตินถูกบังคับให้ออกไปโดยการปะทะกันกับลิแกนด์ที่รักความเกลียดชัง แต่ Ser45 จาก L3 / 4 สามารถปรับให้เข้ากับไฮโดรเจนพันธบัตรที่จะเป็นส่วนหนึ่งที่แตกต่างกันของแกนด์ วิธีการเตรียมแกนด์ขัดแย้งนี้เป็นทางตรงที่จะเห็นภาพการมีปฏิสัมพันธ์ทางชีวภาพเครียดและปั้นโปรตีนทดสอบ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ของทางเดินของลิแกนด์ผูกพันและการวิธีการเว็บไซต์ตอบสนองแรงจะไม่รู้จักกันดีสำหรับโมเลกุล . บังคับต่อผู้รับชีวภาพได้ถูกศึกษาผ่านการจำลองหรือบังคับสเปกโทรสโกปี แต่ไม่ใช่โดยการทดลองที่มีความละเอียดสูง ตรวจสอบความท้าทายนี้ เราเอาประโยชน์จากความรุนแรงของ streptavidin – biotin ปฏิสัมพันธ์กระบวนทัศน์เพื่อความเข้าใจไม่ใช่การเข้าเล่มตลอดจนเครื่องมือที่ แพร่หลาย เราได้ชุดของไบโอติน biotin binding สารประกอบมีไม่เปลี่ยนแปลง แข็งแรงแน่นอน พร้อมกับคีมเหมือนแขนออกแบบมาเพื่อปะทะกับพื้นผิวของโปรตีน : ' รัก - เกลียดลิแกนด์ ' ความรัก - เกลียดลิแกนด์ที่อยู่กลุ่มกลืนกัน 2,6-di-ortho ต่าง ๆการติดตั้งใช้ซูซูกิ ซึ่งเป็นขั้นตอนสังเคราะห์สุดท้าย , การเขม่นเอสูงแบบแยกส่วน เราตัดสินใจผูกความสัมพันธ์ ตลอดจนแก้ไข 1.1 – 1.6 •ความละเอียดโครงสร้างผลึกของ streptavidin ผูกรัก - เกลียดลิแกนด์ . ส่วนที่โดดเด่นของการติดต่อของ streptavidin พบคอมเพล็กซ์เหล่านี้ไฮโดรเจนพันธบัตร เพื่อ ureido ไบโอตินและ Name แหวน ถูกเก็บรักษาไว้สำหรับลิแกนด์ทั้งหมด แต่ valeryl ไบโอตินเป็นหางบิดเบือนจากโครงสร้างแบบคลาสสิค streptavidin เป็น L3 / 4 ห่วง ปกติสร้างพันธะไฮโดรเจนเป็นเกลียวหลายสำคัญกับไบโอติน , ถูกบังคับให้หนีจากการปะทะกับความรัก–เกลียดลิแกนด์แต่ ser45 จาก L3 / 4 สามารถปรับให้เข้ากับไฮโดรเจนพันธบัตรไปยังส่วนต่างๆของระบบ . วิธีการนี้เตรียมขัดแย้งลิแกนด์เป็นทางตรงที่จะเห็นภาพตึงชีวภาพของโปรตีน และ พลาสติก ทดสอบ