巨大な筋肉タンパク質チティンからの免疫グロブリン様ドメインの三次構造：Iセットの新しいメンバー

背景：Titinは、脊椎動物の筋肉の厚いフィラメントにある巨大なタンパク質です。チティンの推定機能は、ミオシンおよび他の筋肉タンパク質との相互作用から、筋肉の反動における役割にまで及びます。その完全な配列の分析により、Titinはそれぞれ100アミノ酸のモジュールのコピーをいくつか含むマルチドメインタンパク質であることが示されています。これらは、フィブロネクチン型IIIおよび免疫グロブリンのスーパーファミリーに属すると考えられています。これまでのところ、Titinモジュールのいずれでも完全な構造決定は実行されていません。 結果：チティンC末端に近いサルコメアのmラインに位置し、「m5」と呼ばれる免疫グロブリンモジュールの3次元構造は、多次元NMR分光法によって決定されました。この構造には、2つのベータシートが互いに詰まった予測免疫グロブリンの折りたたみがあります。各シートには4つのストランドが含まれています。M5の構造は、免疫グロブリンスーパーファミリーのI（中間）セットに属し、筋肉にも見られるテルキンに非常に似ています。M5とテルキンはシーケンスの類似性が比較的少ないが、2つのタンパク質は同じ疎水性コアを明らかに共有している。テルキンとティティンM5モジュールの主な違いは、後者にc '鎖が存在しないことです。 結論：他のモジュラー筋肉タンパク質からのチティンドメインといくつかの免疫グロブリン様ドメインは、M5の疎水性コアに対応する位置で高度に保存されています。我々の結果は、M5の構造を分子テンプレートとして使用して、筋肉チチンの他の免疫グロブリン様ドメインのほとんどをモデル化することが可能である可能性があることを示しています。

BACKGROUND: Titin is a gigantic protein located in the thick filament of vertebrate muscles. The putative functions of titin range from interactions with myosin and other muscle proteins to a role in muscle recoil. Analysis of its complete sequence has shown that titin is a multi-domain protein containing several copies of modules of 100 amino acids each. These are thought to belong to the fibronectin type-III and immunoglobulin superfamilies. So far, a complete structural determination has not been carried out on any of the titin modules. RESULTS: The three-dimensional structure of an immunoglobulin module, located in the M-line of the sarcomere close to the titin C terminus and called 'M5', was determined by multi-dimensional NMR spectroscopy. The structure has the predicted immunoglobulin fold with two beta-sheets packed against each other. Each sheet contains four strands. The structure of M5 belongs to the I (intermediate) set of the immunoglobulin superfamily and is very similar to telokin, which is also found in muscles. Although M5 and telokin have relatively little sequence similarity, the two proteins clearly share the same hydrophobic core. The major difference between telokin and the titin M5 module is the absence of the C' strand in the latter. CONCLUSIONS: The titin domains and several of the immunoglobulin-like domains from other modular muscle proteins are highly conserved at the positions corresponding to the hydrophobic core of M5. Our results indicate that it may be possible to use the structure of M5 as a molecular template to model most of the other immunoglobulin-like domains in muscle titin.