ACP構造スイッチ：アクチノルホジンポリケチドシンターゼアシルキャリアタンパク質のAPOとホロ型の立体構造の違い

Streptomyces coelicolorのアクチノルホジン（ACT）シンターゼアシルキャリアタンパク質（ACP）は、ポリケチド生合成において中心的な役割を果たします。ポリケチド中間体は、ACPのホロ形式の保存されたセリン残基に共有結合したホスホパンテテイン群の遊離スルフヒドリル基に結合しています。ACPのAPOフォームとホロ形式の両方のソリューションNMR構造が報告されており、これはこれら2つの形式のACPの最初の高解像度比較を表しています。20個のAPO構造とホロ構造のアンサンブルが計算され、それぞれ0.37と0.42 Aの平均座標への適切に秩序化された骨格原子の原子根平均平方根偏差が得られました。タンパク質をホスホパンテテイン界面に定義する3つの拘束が特定されました。APOフォームとホロ型の比較により、以前は検出されない立体構造の変化が明らかになりました。ヘリックスIIIはヘリックスII（ACPの収縮）に向かって移動し、ヘリックスIIのLEU43は、溶媒から新しく添加されたホスホパンテテイン側鎖との分子内相互作用の形成に微妙に切り替えました。トリプトファン蛍光およびS. coelicolor脂肪酸シンターゼ（FAS）ホロシンナゼ（ACPS）アッセイは、APO-ACPがホロ-ACP（k（d）の2.1ママの2倍高い親和性（k（d）が1.1ママ）を持っていることを示しました。）ACPS用。LEU43およびASP62の部位指向的な突然変異誘発により、両方の変異が結合に影響するが、ACPによる修飾に異なる影響を与えることが明らかになりました。特にLEU43変異は、ACPの結合親和性を強く調節します。APOおよびHOLO-ACP構造の既知モデルの既知のモデルと亜ティリスFAS ACP-HOLO-アシルタンパク質合成酵素（ACPS）複合体の比較は、APO-ACPとHOLO-ACP間のHelix IIとIIIの立体構造変調が役割を果たす可能性があることを示唆しています。ACP-ACPS複合体の解離。

The actinorhodin (act) synthase acyl carrier protein (ACP) from Streptomyces coelicolor plays a central role in polyketide biosynthesis. Polyketide intermediates are bound to the free sulfhydryl group of a phosphopantetheine arm that is covalently linked to a conserved serine residue in the holo form of the ACP. The solution NMR structures of both the apo and holo forms of the ACP are reported, which represents the first high resolution comparison of these two forms of an ACP. Ensembles of twenty apo and holo structures were calculated and yielded atomic root mean square deviations of well-ordered backbone atoms to the average coordinates of 0.37 and 0.42 A, respectively. Three restraints defining the protein to the phosphopantetheine interface were identified. Comparison of the apo and holo forms revealed previously undetected conformational changes. Helix III moved towards helix II (contraction of the ACP), and Leu43 on helix II subtly switched from being solvent exposed to forming intramolecular interactions with the newly added phosphopantetheine side chain. Tryptophan fluorescence and S. coelicolor fatty acid synthase (FAS) holo-synthase (ACPS) assays indicated that apo-ACP has a twofold higher affinity (K(d) of 1.1 muM) than holo-ACP (K(d) of 2.1 muM) for ACPS. Site-directed mutagenesis of Leu43 and Asp62 revealed that both mutations affect binding, but have differential affects on modification by ACPS. Leu43 mutations in particular strongly modulate binding affinity for ACPS. Comparison of apo- and holo-ACP structures with known models of the Bacillus subtilis FAS ACP-holo-acyl carrier protein synthase (ACPS) complex suggests that conformational modulation of helix II and III between apo- and holo-ACP could play a role in dissociation of the ACP-ACPS complex.