アシルペプチド加水分解酵素の極低音域構造は、多量体化とマルチステートセリンプロテアーゼトライアドによる基質の選択を明らかにします

タンパク質基質からの末端N-アセチル化残基の除去を介してプロテアソームの上流の調節因子として機能する酵素である四量体哺乳類アシルアミノアシルペプチダーゼの最初の構造は、cryo-EMによって決定され、MDシミュレーションによってさらに解明されました。自己協会は、アミロイド形成βエッジとユニークなインサートによって誘導されるトロイド型の第四紀構造をもたらします。中央のβシートにPROが導入されたため、セリンプロテアーゼ触媒トライアドが活性状態と潜在状態の間に交互に交互に触媒的なSer587を含むセグメントに十分な立体構造の自由が与えられます。アクティブサイトの柔軟性は、触媒と基質選択の二重関数が新しいメカニズムによって満たされることを示唆しています。基質入口は柔軟なループによって調節され、二重測定チャネルシステムを作成しますが、基質の活性部位への結合は、触媒装置 - 加水分解前の2番目のフィルターとして。この構造は、S9のファミリー内でホモマルチ促進が基質選択のための重要なツールとして機能することを強調しているだけでなく、ユビキチン - プロテアソームシステムの薬物設計標的化も可能にすることを強調しています。

The first structure of tetrameric mammalian acylaminoacyl peptidase, an enzyme that functions as an upstream regulator of the proteasome through the removal of terminal N-acetylated residues from its protein substrates, was determined by cryo-EM and further elucidated by MD simulations. Self-association results in a toroid-shaped quaternary structure, guided by an amyloidogenic β-edge and unique inserts. With a Pro introduced into its central β-sheet, sufficient conformational freedom is awarded to the segment containing the catalytic Ser587 that the serine protease catalytic triad alternates between active and latent states. Active site flexibility suggests that the dual function of catalysis and substrate selection are fulfilled by a novel mechanism: substrate entrance is regulated by flexible loops creating a double-gated channel system, while binding of the substrate to the active site is required for stabilization of the catalytic apparatus - as a second filter before hydrolysis. The structure not only underlines that within the family of S9 proteases homo-multimerization acts as a crucial tool for substrate selection, but it will also allow drug design targeting of the ubiquitin-proteasome system.