Poszukiwanie mechanizmu rozpoznawania hormonów przez receptory roślinne

Poszukiwanie mechanizmu rozpoznawania hormonów przez receptory.

Dokowanie molekularne kinetyny do domeny bogatej w powtórzenia leucynowe – LRR (Leucine Rich Repeat)

białka lnlB

Jakub Paś

Kinetyna

Kinetyna (N6-furfuryladenina )

Roślinne receptory zawierające powtórzenia bogate w leucynę

• Bardzo duża rodzina białek roślinnych (174 przedstawicieli u Arabidopsis)

• Związane z procesami rozwoju, odporności, symbiozy z mikroorganizmami, starzeniem się tkanek.

Charakterystyka receptorów LRR.

• Długość – ponad 1000 aminokwasów.• Charakterystyczny, hydrofobowy, bogaty w powtórzenia

leucynowe region na N końcu.• Konserwowana helisa transmembranowa. • Domena kinazy białkowej na C końcu.• Struktura krystaliczna domeny LRR została rozwiązana.• Budowa molekularna domeny LRR sugeruje wiązanie

ligandu i dimeryzację.• Analiza sekwencji i modelowanie molekularne ukazują

mechanizm wiązania ligandów do receptorów LRR.

Roślinne receptory LRR i ich ligandy.

Receptor Ligand Rodzaj ligandu Efekt

Xa21 - - Odporność

SARK Starzenie się Białko Starzenie się

SYMRK - - Symbioza

NORK Nod Factor Lipopolisacharyd Symbioza

SR160 Systemina Białko Bliźnienie

BR1 Brasinosteroidy Sterydy Rozwój

Systemina

Białko

CLAVATA1 CLV3 Białko Rozwój łodygi

? Kinetin Cytokinina Rozwój

Ró

żnic

ow

anie

ko

mó

rek

M.Truncatula SYMRK-21717596 P. Sativum NORK-21698779

O. Sativa Xa2-7434424

A. Thaliana BRI1-15235059

L.Peruvianum SR160-21391894

A. Thaliana CLAVATA1-12643323

P. Vulgaris SARK-9837280

Receptory BR1 i SR160 są ewolucyjnie blisko spokrewnione

Prawdopodobne wiązanie kinetyny do LRR

Niedawno zostało pokazane eksperymentalnie, żę pojedynczy receptor roślinny zawierający LRR może być odpowiedzialny za wiązanie dwóch cząsteczek sygnałowych: systeminy i brasinosteroidów.

Ponieważ kinetyna powoduje podobne efekty fizjologiczne w roślinach, jest prawdopodobne, że kinetyna może być wiązana przez receptor zawierający powtórzenia bogate w leucynę.

Procedura dokowania molekularnego

• Do dokowania molekularnego użyty został program Autodock.• Dokowanie zostało przeprowadzone z ze 100 różnych losowo

wybranych miejsc w odległości nie większej niż 2 Å od powierzchni białka.

• Każda symulacja została wykonana przez 150 cykli symulowanego anilingu.

• Możliwości rotacji kątów dwuściennych kinetyny zostały wyznaczone przy pomocy programu atotors.

• Energia oddziaływań została wyliczona z funkcji uwzględniających oddziaływania van der Waals’a i Coulomb’a.

• Dla sprawdzenia procedury naringenian został zadokowany do struktury syntazy chalkonowej oddtwarzajac pozycje w kompleksie z dokładnością RMS 0.6 Å.

Dokowanie kinetyny do domeny LRR białka lnlB z L. meningitidis

Kinetina

Kieszeń hydrofobowa

Estymowana energia swobodna wiązania = -6.19 kcal/molEstymowana stała inhibicji, Ki = +2.90e-05

Możliwości przewidywania struktury białek

Przebieg modelowania

Metaserver

3D Jury

Modeller Verify 3D

Globplot/Psi-Blast

3D Pair

Podział sekwencjina domeny

Przewidywanie struktury

Ocena jakości przewidywań

Modelowanie Ocena jakości modelu Łączenie domen

Manualna korekcjaalignmentu

Sekwencja wejściowa

Modelkońcowy

Modelowanie domeny kinazy

Manualne poprawianie ułożeń sekwencji białkowych - hydrofobowość

Manualne poprawianie ułożeń sekwencji białkowych – Verify 3D

Model receptora SR160

Model molekularny roślinnych receptorów LRR

Region bogaty wpowtórzenia leucynowe

Helisa transmembranowa

Domena kinazy

Schemat wiązania liganda do receptora

I wiązania liganda

II Dimeryzacja

II Autofosforylacja

IV Transdukcja sygnału

I II

III IV