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すると翻訳の精度が向上します
グリコシル化は、タンパク質の最も一般的な翻訳後修飾の1つですが、タンパク質データバンク（PDB）のすべてのタンパク質構造の約10％のみで観察されています。糖タンパク質における糖組成の修飾は、生物の全体的な生理学に大きな影響を与えます。そのような例の1つは、インスリン抵抗性の発達であり、これはさまざまな実験研究からのインスリン受容体（IR）のN-グリカンからのシアル酸残基の除去に起因しています。このような修飾はグリカングリコタンパク質のダイナミクスにどのように影響し、最終的にそれらの機能はこれまでに理解されていません。この研究では、さまざまな環境でグリカンの分子動力学シミュレーションを実行しました。グリカンに対するシアル酸の除去の効果と、IRエクトドメインのロイシンリッチリピートL1ドメインのダイナミクスについて研究しました。シアル酸の除去の結果として、L1ドメインダイナミクスで摂動を観察しました。摂動には、インスリン結合残基の柔軟性の増加が含まれ、IRとのインスリン結合に影響を与える可能性があります。これらの変化には、グリカンタンパク質の相互作用と長距離アロステリックダイナミクスの摂動における摂動が伴います。私たちの観察は、恒常性の維持における糖の役割と、グリカン組成の変化が恒常性の摂動にどのようにつながり、最終的にインスリン抵抗性などの状態につながるかを理解するのにさらに役立ちます。
グリコシル化は、タンパク質の最も一般的な翻訳後修飾の1つですが、タンパク質データバンク（PDB）のすべてのタンパク質構造の約10％のみで観察されています。糖タンパク質における糖組成の修飾は、生物の全体的な生理学に大きな影響を与えます。そのような例の1つは、インスリン抵抗性の発達であり、これはさまざまな実験研究からのインスリン受容体（IR）のN-グリカンからのシアル酸残基の除去に起因しています。このような修飾はグリカングリコタンパク質のダイナミクスにどのように影響し、最終的にそれらの機能はこれまでに理解されていません。この研究では、さまざまな環境でグリカンの分子動力学シミュレーションを実行しました。グリカンに対するシアル酸の除去の効果と、IRエクトドメインのロイシンリッチリピートL1ドメインのダイナミクスについて研究しました。シアル酸の除去の結果として、L1ドメインダイナミクスで摂動を観察しました。摂動には、インスリン結合残基の柔軟性の増加が含まれ、IRとのインスリン結合に影響を与える可能性があります。これらの変化には、グリカンタンパク質の相互作用と長距離アロステリックダイナミクスの摂動における摂動が伴います。私たちの観察は、恒常性の維持における糖の役割と、グリカン組成の変化が恒常性の摂動にどのようにつながり、最終的にインスリン抵抗性などの状態につながるかを理解するのにさらに役立ちます。
Glycosylation is among the most common post-translational modifications in proteins, although it is observed in only about 10% of all the protein structures in protein data bank (PDB). Modifications of sugar composition in glycoproteins profoundly impact the overall physiology of the organism. One such example is the development of insulin resistance, which has been attributed to the removal of sialic acid residues from N-glycans of insulin receptor (IR) from various experimental studies. How such modifications affect the glycan-glycoprotein dynamics, and ultimately their function is not clearly understood to date. In this study, we performed molecular dynamics simulations of glycans in different environments. We studied the effects of removal of sialic acid on the glycan, as well as on the dynamics of leucine-rich repeat L1 domain of the IR ectodomain. We observed perturbations in L1 domain dynamics as a result of the removal of sialic acid. The perturbations include an increase in the flexibility of insulin-binding residues, which may affect insulin binding with IR. These changes are accompanied by perturbations in glycan-protein interactions and perturbation of long-range allosteric dynamics. Our observations will further aid in understanding the role of sugars in maintaining homeostasis and how changes in glycan composition may lead to perturbations in homeostasis, ultimately leading to conditions such as insulin resistance.
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