BCRコイルドコイルオリゴマー化ドメインの方向とオリゴマー化の特異性

BCR-ABL腫瘍性タンパク質からのBCRオリゴマー化ドメインは、細胞形質転換に必要であるため、白血病を治療するための魅力的な治療標的です。ドメインは、隣接する短いらせんスワップドメインを備えた逆平行コイルドコイルを介して同性化されます。コイルドコイルシーケンスの検査では、ヘリックス指向の特異性の明らかな決定因子が明らかにされず、逆平行方向の好みおよび/または二量体のオリゴマー化状態がスワップドメインの相互作用による可能性が高まります。構造特異性がBCRでどのようにエンコードされるかをよりよく理解するために、NまたはC末端システインのいずれかを含むコイルドコイルコンストラクトをSWAPドメインなしで合成しました。架橋すると、並列または反平行方向のみを採用すると、これらは同様の円形二色性スペクトルを示しました。両方のコンストラクトはコイルドコイルダイマーを形成しましたが、逆平行コンストラクトは熱変性と平行よりも約16度Cの安定性がありました。平衡ジスルフィド交換研究により、分離されたコイルドコイルホモダイマーが反平行方向に対する非常に強い好みを示していることが確認されました。BCRの方向とオリゴマー化の好みは、スワップドメインの存在によって引き起こされるのではなく、コイルドコイルシーケンスに直接エンコードされていると結論付けています。さらに、コイルドコイルコアのD位置で残基を変異させることにより、構造特異性の可能な決定因子を調査しました。一部の変異は、方向の特異性の変化を引き起こし、すべての変異が高次オリゴマーの形成につながりました。スワップドメインがない場合、これらの残基は代替状態を嫌う上で重要な役割を果たし、二量体のオリゴマー化の特異性をコードするために特に重要です。

The Bcr oligomerization domain, from the Bcr-Abl oncoprotein, is an attractive therapeutic target for treating leukemias because it is required for cellular transformation. The domain homodimerizes via an antiparallel coiled coil with an adjacent short, helical swap domain. Inspection of the coiled-coil sequence does not reveal obvious determinants of helix-orientation specificity, raising the possibility that the antiparallel orientation preference and/or the dimeric oligomerization state are due to interactions of the swap domains. To better understand how structural specificity is encoded in Bcr, coiled-coil constructs containing either an N- or C-terminal cysteine were synthesized without the swap domain. When cross-linked to adopt exclusively parallel or antiparallel orientations, these showed similar circular dichroism spectra. Both constructs formed coiled-coil dimers, but the antiparallel construct was approximately 16 degrees C more stable than the parallel to thermal denaturation. Equilibrium disulfide-exchange studies confirmed that the isolated coiled-coil homodimer shows a very strong preference for the antiparallel orientation. We conclude that the orientation and oligomerization preferences of Bcr are not caused by the presence of the swap domains, but rather are directly encoded in the coiled-coil sequence. We further explored possible determinants of structural specificity by mutating residues in the d position of the coiled-coil core. Some of the mutations caused a change in orientation specificity, and all of the mutations led to the formation of higher-order oligomers. In the absence of the swap domain, these residues play an important role in disfavoring alternate states and are especially important for encoding dimeric oligomerization specificity.