ケラチンの結晶構造1/10（C401A）2Bヘテロダイマーは、ヘリックス2BのC末端の傾向を示しており、高次分子接触を形成します

以前に、3.3Åの解像度で野生型ケラチン1/10ヘリックス2bヘテロダイマーの結晶構造を決定しました。ケラチン10（k10）残基Cys401の結晶梱包効果により、回折データの分解能が制限されていることを提案しました。Cys401K10は、別のK1/10ヘテロダイマーからCys401とのジスルフィドリンケージを形成し、「X字型の」構造とゆるい結晶梱包配置を作成しました。Cys401K10のアラニンへの変異は、ジスルフィドリンケージを排除し、結晶梱包を改善し、回折の解像度を増加させ、より正確な側鎖電子密度マップを可能にすると仮定しました。実際、K10 Cys401Ala 2B変異体をネイティブケラチン1（K1）2Bヘテロダイマーパートナーとペアにした場合、そのX線結晶構造は2.07Å分解能で決定されました。構造にはジスルフィド結合が含まれていません。野生型K1/10 2Bヘテロダイマー構造へのK1/K10（CYS401ALA）2B構造の重ね合わせでは、根平均平方フィートが1.88Åでした。原子位置の変動性は、この糸状のコイルドコイル複合体で予想される動的運動を反映しています。分子表面の静電、疎水性、および輪郭の特徴は、分解能の低い野生型構造に似ています。K1/K10（CYS401ALA）2B構造におけるジスルフィド結合の除去により、2Bヘテロダイマーが成熟したケラチン中間フィラメントアセンブリに関連するA22テトラマー構成で結合/パックすることができると仮定しました。クリスタルパッキングの分析により、2bヘテロダイマーの半分の並列系並列四量体複合体が明らかになりました。ただし、それらのレジスタは、四量体アライメントまたは以前の生化学的架橋研究のA22モードのモデルと一致していません。

We previously determined the crystal structure of the wild-type keratin 1/10 helix 2B heterodimer at 3.3 Å resolution. We proposed that the resolution of the diffraction data was limited due to the crystal packing effect from keratin 10 (K10) residue Cys401. Cys401K10 formed a disulfide-linkage with Cys401 from another K1/10 heterodimer, creating an "X-shaped" structure and a loose crystal packing arrangement. We hypothesized that mutation of Cys401K10 to alanine would eliminate the disulfide-linkage and improve crystal packing thereby increasing resolution of diffraction and enabling a more accurate side chain electron density map. Indeed, when a K10 Cys401Ala 2B mutant was paired with its native keratin 1 (K1) 2B heterodimer partner its x-ray crystal structure was determined at 2.07 Å resolution; the structure does not contain a disulfide linkage. Superposition of the K1/K10(Cys401Ala) 2B structure onto the wild-type K1/10 2B heterodimer structure had a root-mean-square-deviation of 1.88 Å; the variability in the atomic positions reflects the dynamic motion expected in this filamentous coiled-coil complex. The electrostatic, hydrophobic, and contour features of the molecular surface are similar to the lower resolution wild-type structure. We postulated that elimination of the disulfide linkage in the K1/K10(Cys401Ala) 2B structure could allow for the 2B heterodimers to bind/pack in the A22 tetramer configuration associated with mature keratin intermediate filament assembly. Analysis of the crystal packing revealed a half-staggered anti-parallel tetrameric complex of 2B heterodimers; however, their register is not consistent with models of the A22 mode of tetrameric alignment or prior biochemical cross-linking studies.