E6AP活性動態(tài)調(diào)控分子機制

E6AP是HECT型泛素連接酶家族的創(chuàng)始成員，最初因與人乳頭瘤病毒（human papillomavirus, HPV）的癌蛋白E6相互作用而被發(fā)現(xiàn)。來自高危型HPV的E6會劫持E6AP的泛素連接酶活性，導致腫瘤抑制因子p53的異常泛素化與降解，其結果與多種HPV陽性癌癥的發(fā)生發(fā)展有關，包括超過90%的宮頸癌。HPV E6不僅能改變E6AP的底物，還能以未知的機制增強E6AP的活性。此外，E6AP活性的缺失/減弱和增強分別與天使綜合征、自閉癥譜系障礙有關。因此，研究E6AP的活性調(diào)控機制具有重要意義。

2024年4月26日，中國科學院上海藥物研究所余學奎課題組聯(lián)合羅成課題組在Nature Communications發(fā)表了題為“Structural insights into the functional mechanism of the ubiquitin ligase E6AP”的研究論文。該研究利用冷凍電鏡技術分別解析了E6AP和E6結合E6AP不同構象復合物結構，并結合分子動力學模擬分析和生化實驗，系統(tǒng)揭示了E6AP活性動態(tài)調(diào)控的分子機制。

在該項研究中，研究人員首先利用冷凍電鏡技術，解析了E6AP/E6二元復合物的高分辨率結構，發(fā)現(xiàn)了復合物新穎的“dimer of dimer (protomer)”組裝模式，每個protomer由一個E6AP和一個E6分子組成。其中，癌蛋白E6結合于E6AP表面由α1-helix和loop-helix-loop元件共同構成的、呈口袋構象的區(qū)域。在E6AP/E6復合物中，protomer間的二聚化主要通過E6AP 的α1-helix羧基端的疏水作用介導完成。此外，該研究還成功捕獲了E6AP/E6五種不同狀態(tài)的空間構象，并發(fā)現(xiàn)不同構象間protomer主要圍繞α1-helix進行擺動，使得E6AP的催化結構域靠近或遠離底物，為泛素轉移提供結構空間，從而提示以上復合物結構代表了泛素轉移的構象連續(xù)體。功能實驗也進一步揭示了E6AP/E6 protomer的動態(tài)性和二聚化是E6AP實現(xiàn)底物泛素化的結構基礎，且α1-helix在E6AP二聚化過程中扮演關鍵作用。在此基礎上，該研究還解析了E6AP全長單體的冷凍電鏡結構，與復合物中E6AP的結構比較發(fā)現(xiàn)，結合E6后的E6AP具有更長的α1-helix，分子動力學模擬分析也證實E6對E6AP α1-helix延伸區(qū)域具有穩(wěn)定作用。

基于此，該研究**提出E6對E6AP酶活性的動態(tài)調(diào)節(jié)機制：E6的結合能夠誘導E6AP α1-helix的延長，進而促進E6AP的二聚化；在復合物中，兩個E6AP/E6 protomer通過相互靠近或偏轉，使得 E6AP的催化結構能夠更高效地接近泛素偶聯(lián)酶（Ubiquitin-conjugating enzymes，E2）以接受泛素，或接近底物p53以供給泛素。此外，該研究發(fā)現(xiàn)一些與天使綜合征和自閉癥譜系障礙相關的E6AP突變位于該延伸的α1-helix，提示出這些突變可能影響α1-helix的穩(wěn)定性，進而導致E6AP功能障礙。該研究的結果為了解E6AP的生理和病理機制提供了關鍵的結構信息，并有助于開發(fā)針對E6AP功能障礙相關疾病的治療干預措施。

本網(wǎng)站所有轉載文章系出于傳遞更多信息之目的，轉載內(nèi)容不代表本站立場。不希望被轉載的媒體或個人可與我們聯(lián)系，我們將立即進行刪除處理。