计算生物学 - 完整膜酶甘油二酯激酶DgkA的X-射线晶体结构

时间:2014-04-04

 

晶体衍射实验与分子对接的结合 - 完整膜酶甘油二酯激酶DgkA的X-射线晶体结构
 
背景:激酶是目前研究的最多和最广泛的的蛋白质家族。其中,甘油二酯激酶(diacylglycerol kinase,DgkA)可以磷酸化二酯酰甘油产生磷脂酸,从而参与革兰氏阴性细菌中来自周质膜的寡糖和外膜脂多糖的合成。该酶仅含有121个氨基酸残基,是已知最小的激酶,半个世纪以来已成为膜蛋白行为研究及酶学研究的一个模型。如此小的一个酶如何能跨越细胞膜,并形成功能活性位点,用以承载一个庞大的脂肪底物,和一个水溶性ATP分子,一直以来都是科学家们难解的难题。
 
思路:来自爱尔兰都柏林的Martin Caffrey及其同事采用X-ray晶体学手段解析得到了天然DgkA以及两个热稳定的功能性突变体的高分辨率晶体结构。在解析晶体结构的过程中,为了考虑ATP的结合位点,作者采用DS LibDock对接模块将不同质子化状态的ATP对接至DgkA,继而选择LibDockScore打分最高的对接构象采用DS Minimization模块在GBMV隐式溶剂模型条件下进行能量优化,并最终选择优化构象以获得ATP同Dgk A的结合模式。该晶体结构的解析促进了科学家们对该蛋白的了解,并从整体上了解完整的膜酶。
 
图1.甘油二酯激酶的晶体结构。
 
图2.甘油二酯激酶的活性位点。a: DgkA结构的活性位点示意,其中ATP结合构象由对接所得。 b: a视图的放大版,且移除了螺旋结构。
 
 
Ref: D. Li, J. A. Lyons, V. E. Pye, et al. Nature. 2013, 497(7450):521-524.