Sitios de unión de péptidos de proteínas conexinas
Autores: Simon, Ágnes; Magyar, Csaba; Héja, László; Kardos, Julianna
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 5
Citaciones: Sin citaciones
Los contactos de uniones intercelulares (GJ) formados por el acoplamiento de hemicanales de conexina (Cx) incrustados en las membranas plasmáticas de células vecinas juegan un papel significativo en el desarrollo, la señalización y las disfunciones de los tejidos mamíferos. Sin embargo, comprender y dirigir las funciones de GJ requiere encontrar inhibidores válidos específicos de subtipos de Cx. Conjeturamos la falta de información sobre las interacciones de unión entre la interfaz de GJ que forma los bucles extracelulares EL1 y EL2 y los miméticos de péptidos diseñados para inhibir específicamente el acoplamiento de Cx43HC a Cx43GJ. Aquí, exploramos los puntos activos en la interfaz de GJ utilizando inhibidores de péptidos conocidos que imitan varios segmentos de EL1 y EL2. Las interacciones de unión de estos inhibidores de péptidos y el inhibidor no péptido quinina han sido modeladas en combinación con el uso de mecánica molecular de acoplamiento ciego (MM). Los subtipos específicos de Cx36HC y Cx43HC se modelaron con una plantilla derivada de la estructura de alta resolución de Cx26GJ. Los modelos acoplados a GJ y Cx36HC y Cx43HC se obtuvieron mediante la disección de GJs (acoplados a GJ) seguida de 50 ns de dinámica molecular. Los cálculos de mecánica molecular (MM) se realizaron mediante el acoplamiento de inhibidores, específicamente los miméticos de secuencia de bucle Cx43 EL1 o EL2 diseñados (GAP26, P5 o P180-195, GAP27, Peptide5, respectivamente) y la quinina específica del subtipo Cx36 en las estructuras del modelo. Con el fin de explorar interacciones de unión específicas entre inhibidores y subtipos de CxHC, se evaluaron los valores G de MM/Área de Superficie Generalizada de Born (MM/GBSA) para conformadores representativos de miméticos de péptidos y quinina mapeando la superficie de unión de Cx36HC y Cx43HC para todos los inhibidores. La quinina contacta específicamente los residuos V54-C55-N56-T57-L58, P60 y N63 de Cx36 EL1. Al bloquear el vestíbulo del lado de entrada de Cx36HC, la quinina interactúa explícitamente con los residuos no conservados V54, L58, N63 de Cx36 EL1. Además, nuestro trabajo desafía la especificidad predicha de los miméticos de péptidos, mostrando que el sitio de acoplamiento de los péptidos no está relacionado con la ubicación de la secuencia que imitan. Las características de unión, como los residuos de EL2 no afectados y la falta de especificidad de subtipo Cx43 de los miméticos de péptidos, sugieren roles críticos para la rigurosidad y dimensión de los péptidos, posiblemente relacionados con la especificidad de subtipo Cx de los inhibidores de péptidos.
Descripción
Los contactos de uniones intercelulares (GJ) formados por el acoplamiento de hemicanales de conexina (Cx) incrustados en las membranas plasmáticas de células vecinas juegan un papel significativo en el desarrollo, la señalización y las disfunciones de los tejidos mamíferos. Sin embargo, comprender y dirigir las funciones de GJ requiere encontrar inhibidores válidos específicos de subtipos de Cx. Conjeturamos la falta de información sobre las interacciones de unión entre la interfaz de GJ que forma los bucles extracelulares EL1 y EL2 y los miméticos de péptidos diseñados para inhibir específicamente el acoplamiento de Cx43HC a Cx43GJ. Aquí, exploramos los puntos activos en la interfaz de GJ utilizando inhibidores de péptidos conocidos que imitan varios segmentos de EL1 y EL2. Las interacciones de unión de estos inhibidores de péptidos y el inhibidor no péptido quinina han sido modeladas en combinación con el uso de mecánica molecular de acoplamiento ciego (MM). Los subtipos específicos de Cx36HC y Cx43HC se modelaron con una plantilla derivada de la estructura de alta resolución de Cx26GJ. Los modelos acoplados a GJ y Cx36HC y Cx43HC se obtuvieron mediante la disección de GJs (acoplados a GJ) seguida de 50 ns de dinámica molecular. Los cálculos de mecánica molecular (MM) se realizaron mediante el acoplamiento de inhibidores, específicamente los miméticos de secuencia de bucle Cx43 EL1 o EL2 diseñados (GAP26, P5 o P180-195, GAP27, Peptide5, respectivamente) y la quinina específica del subtipo Cx36 en las estructuras del modelo. Con el fin de explorar interacciones de unión específicas entre inhibidores y subtipos de CxHC, se evaluaron los valores G de MM/Área de Superficie Generalizada de Born (MM/GBSA) para conformadores representativos de miméticos de péptidos y quinina mapeando la superficie de unión de Cx36HC y Cx43HC para todos los inhibidores. La quinina contacta específicamente los residuos V54-C55-N56-T57-L58, P60 y N63 de Cx36 EL1. Al bloquear el vestíbulo del lado de entrada de Cx36HC, la quinina interactúa explícitamente con los residuos no conservados V54, L58, N63 de Cx36 EL1. Además, nuestro trabajo desafía la especificidad predicha de los miméticos de péptidos, mostrando que el sitio de acoplamiento de los péptidos no está relacionado con la ubicación de la secuencia que imitan. Las características de unión, como los residuos de EL2 no afectados y la falta de especificidad de subtipo Cx43 de los miméticos de péptidos, sugieren roles críticos para la rigurosidad y dimensión de los péptidos, posiblemente relacionados con la especificidad de subtipo Cx de los inhibidores de péptidos.