N-アセチルガラクトサミンによって誘導されるBacillus thuringiensisからのcry1acオリゴマーの前後の構造変化は、毒素膜挿入を促進します

bacillus thuringiensisによって生成された泣き泣き毒素の主な作用は、溶解細孔を形成することにより、標的昆虫の中腸上皮細胞を溶解することです。毒素受容体相互作用は、異なる受容体と炭水化物分子との複数の相互作用を含む複雑なプロセスです。Cry1a毒素は、カドヘリン受容体と連続的に相互作用し、前後のオリゴマー構造の形成につながり、オリゴマー構造がグリコシルホスファチジルイノシトールに覆われたアミノペプチダーゼ-N（APN）受容体に結合することが提案されています。Cry1ac毒素は、Manduca sexta幼虫のAPN受容体に存在するN-アセチルガラクトサミン（Galnac）炭水化物を特異的に認識しています。この作業では、Cry1Acの事前吸収オリゴマーがモノマー毒素よりもAPNとの結合親和性が高いことを示しています。毒素構造に対するGALNAC結合の効果は、モノマーCRY1AC、可溶性前後オリゴマー構造、およびトリプトファン（W）残基の蛍光状態を記録することにより挿入された状態で挿入された状態で研究されました。我々の結果は、Cry1AcのW残基が、密接に関連するCry1ab毒素のそれと比較した場合、溶媒に異なる曝露を持っていることを示しています。GALNACの結合は、GALNAC結合が毒素の蛍光に影響を与えなかったモノマーとは対照的に、前後のオリゴマーにおけるW545の曝露に特異的に影響します。これらの結果は、PreポアオリゴマーのGALNAC結合ポケットの微妙な立体構造の変化を示しており、cry1Ac前後のAPNへの結合親和性の増加を説明できます。私たちの分析では、GalNAc結合上の細孔形成ドメインIの大きな構造変化は明らかになりませんでしたが、糖の相互作用が可溶性プレポアオリゴマー構造の膜挿入を増強することを示しました。したがって、ここで提示されたデータは、Cry1Ac前後オリゴマーとAPN受容体との相互作用が膜の挿入と細孔形成を促進するモデルを提案することを許可します。

The primary action of Cry toxins produced by Bacillus thuringiensis is to lyse midgut epithelial cells in their target insect by forming lytic pores. The toxin-receptor interaction is a complex process, involving multiple interactions with different receptor and carbohydrate molecules. It has been proposed that Cry1A toxins sequentially interact with a cadherin receptor, leading to the formation of a pre-pore oligomer structure, and that the oligomeric structure binds to glycosylphosphatidyl-inositol-anchored aminopeptidase-N (APN) receptor. The Cry1Ac toxin specifically recognizes the N-acetylgalactosamine (GalNAc) carbohydrate present in the APN receptor from Manduca sexta larvae. In this work, we show that the Cry1Ac pre-pore oligomer has a higher binding affinity with APN than the monomeric toxin. The effects of GalNAc binding on the toxin structure were studied in the monomeric Cry1Ac, in the soluble pre-pore oligomeric structure, and in its membrane inserted state by recording the fluorescence status of the tryptophan (W) residues. Our results indicate that the W residues of Cry1Ac have a different exposure to the solvent when compared with that of the closely related Cry1Ab toxin. GalNAc binding specifically affects the exposure of W545 in the pre-pore oligomer in contrast to the monomer where GalNAc binding did not affect the fluorescence of the toxin. These results indicate a subtle conformational change in the GalNAc binding pocket in the pre-pore oligomer that could explain the increased binding affinity of the Cry1Ac pre-pore to APN. Although our analysis did not reveal major structural changes in the pore-forming domain I upon GalNAc binding, it showed that sugar interaction enhanced membrane insertion of soluble pre-pore oligomeric structure. Therefore, the data presented here permits to propose a model in which the interaction of Cry1Ac pre-pore oligomer with APN receptor facilitates membrane insertion and pore formation.