Αφηρημένο

Το αυξανόμενο ενδιαφέρον για την ποσοτικοποίηση της μοριακής βάσης της ενεργοποίησης της πρωτεϊνικής κινάσης και αλλοστερική ρύθμιση από μεταλλάξεις του καρκίνου έχει τροφοδοτήσει υπολογιστικές μελέτες των αλλοστερική σηματοδότησης σε πρωτεϊνικών κινασών. Στην παρούσα μελέτη, σε συνδυασμό προσομοιώσεις σε ηλεκτρονικό υπολογιστή και την ανάλυση ενεργειακό τοπίο των πρωτεϊνικών κινασών για να χαρακτηρίσει την αλληλεπίδραση μεταξύ των ογκογόνων μεταλλάξεων και τοπικά απογοητευμένοι περιοχές ως σημαντικό καταλύτες της allostetric ενεργοποίηση της κινάσης. Ενώ δομικά άκαμπτο πυρήνα κινάσης αποτελεί μια ελάχιστα απογοητευμένοι πλήμνη της καταλυτικής περιοχής, τοπικά απογοητευμένοι συστάδες υπόλειμμα, των οποίων τα δίκτυα αλληλεπίδρασης δεν είναι ενεργητικά βελτιστοποιηθεί, είναι επιρρεπείς σε δυναμικές διαμόρφωση και θα μπορούσε να επιτρέψει αλλοστερικές διαμορφωτικές μεταβάσεις. Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης έδειξαν ότι η επίδραση της ενέργειας τοπίο των ογκογόνων μεταλλάξεων μπορεί να προκαλέσουν αλλοστερική παγκόσμιες αλλαγές στην χωρική κατανομή των εξαιρετικά απογοητευμένοι καταλοίπων. Έχουμε βρει ότι η μετάλλαξη που προκαλείται από σηματοδότηση αλλοστερικό μπορεί να περιλαμβάνει μία δυναμική σύζευξη μεταξύ δομικά άκαμπτη (ελάχιστα απογοητευμένοι) και πλαστικό (τοπικά απογοητευμένοι) συστάδες των καταλοίπων. Η υποβληθείσα μελέτη έδειξε ότι οι μεταλλάξεις καρκίνος ενεργοποίηση μπορεί να επηρεάσει την θερμοδυναμική ισορροπία μεταξύ της κινάσης μελών με αλλοστερικά μεταβάλλοντας την κατανομή των τοπικά απογοητευμένοι τόπων και αυξάνοντας την τοπική απογοήτευση σε αδρανή μορφή, εξαλείφοντας παράλληλα τοπικά απογοητευμένοι θέσεις και την αποκατάσταση δομική ακαμψία της ενεργού μορφής. Η ανάλυση της ενεργειακής landsape των πρωτεϊνικών κινασών και ο προτεινόμενος ρόλος της τοπικής απογοητευμένοι τοποθεσίες σε μηχανισμούς ενεργοποίησης μπορεί να έχει χρήσιμες συνέπειες για τον έλεγχο της βιοπληροφορικής, με βάση και την ανίχνευση των λειτουργικών χώρων κρίσιμων για την αλλοστερική ρύθμιση σε πολύπλοκα συστήματα βιομοριακής

Παράθεση:. Dixit Α, Verkhivker GM (2011) Η Ανάλυση ενεργειακό τοπίο του Καρκίνου Μεταλλάξεις σε πρωτεϊνικές κινάσες. PLoS ONE 6 (10): e26071. doi: 10.1371 /journal.pone.0026071

Επιμέλεια: Jie Zheng, University of Akron, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής

Ελήφθη: 21 του Ιούνη 2011? Αποδεκτές: 19 Σεπ 2011? Δημοσιεύθηκε: 6η Οκτωβρίου, 2011

Copyright: © 2011 Dixit, Verkhivker. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Χρηματοδότηση:. Αυτό το έργο στηρίζεται εν μέρει από τη χρηματοδότηση από το Πανεπιστήμιο του Κάνσας. Καμία πρόσθετη εξωτερική χρηματοδότηση ελήφθη για τη μελέτη αυτή. Οι χρηματοδότες δεν είχε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση, ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:.. Οι συγγραφείς έχουν δηλώσει ότι δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα

Εισαγωγή

ταχεία και αποτελεσματική επικοινωνία των διαμορφωτικές αλλαγές μεγάλης εμβέλειας σε πρωτεΐνες διαδραματίζει ζωτικό ρόλο στην αλλοστερική ρύθμιση των βιολογικών συστημάτων [1], [2]. Πρόσφατες σπερματικού σχόλια της πρωτεΐνης allostery τόνισαν κεντρικό ρόλο της συνεργατικότητας και την ιδέα ότι η κατάλυση και allostery μπορεί να προκύψουν μέσω κοινών γραμμών επικοινωνίας [3], [4]. Μοντελοποίηση αλλοστερική μεταβάσεις σε βιολογικά μόρια έχει προχωρήσει σημαντικά από την ανάπτυξη του δικτύου μοντέλα ελαστικό και κανονική προσεγγίσεις ανάλυση φάσεων [5] – [22]. Ελαστική μοντέλα δίκτυο της δυναμικής της πρωτεΐνης και της θεωρίας διάδοσης σήματος έχουν επιτρέψει για μια ποσοτική ανάλυση των μεγάλου βεληνεκούς αλλοστερικές αλληλεπιδράσεις πρωτεϊνών [13] – [16]. Sequence-based εξελικτικής ανάλυσης [23], [24] και προσεγγίσεων δομή που βασίζεται [19], [20], [25] – [27] έχουν αποδείξει ότι αλλοστερικοί οδών σε πρωτεΐνες μπορούν να σχηματιστούν μέσω αλληλεπιδράσεων της εξελικτικής συντηρείται και αραιά συνδεδεμένος συστάδες των υπολειμμάτων που είναι ενεργά συνδεδεμένο με μεσολαβήσει επικοινωνίας μεγάλου βεληνεκούς. Μια ολοκληρωμένη ανάλυση των αλλοστερικών μηχανισμών έχει οδηγήσει σε μια ενιαία άποψη των αλλοστερική ρύθμιση που συνεπάγεται την ύπαρξη προϋπάρχουσας διαμορφωτική κρατών και πολλαπλές οδούς επικοινωνίας για το διαμορφωτική τοπίο [28] – [32]. θεωρίες ενεργειακό τοπίο και απλοποιημένα μοντέλα της ενέργειας έχουν δώσει ένα ισχυρό θεωρητικό πλαίσιο για τη διαλεύκανση θεμελιώδεις πτυχές της δομής των πρωτεϊνών, δυναμική και αλλοστερική ρύθμιση [33] – [43]. Σύμφωνα με τη σύγχρονη θεωρία ενεργειακό τοπίο, τυχαίες ακολουθίες έχουν τραχιά τοπία με πολλά τοπικά ελάχιστα, λόγω των σοβαρών αντικρουόμενων αλληλεπιδράσεις (ένα φαινόμενο που ονομάζεται «απογοήτευση») και, ως εκ τούτου, την επικράτηση της δομικά εναλλακτικών ακόμα ενεργά παρόμοιες διαμορφώσεις. Τα μοντέλα ενεργειακό τοπίο έχουν επίσης ότι αλληλουχίες πρωτεϊνών που ομοιάζουν μπορεί να έχει εξελιχθεί για την εξάλειψη μέρει ανατραπεί αλληλεπιδράσεις μεταξύ των αμινοξέων και έχουν εξομαλύνονται ( «χωνί-όπως») τοπία για να εξασφαλίσει γρήγορη αναδίπλωση προς θερμοδυναμικά σταθερή μητρική δομές τους. Αυτό έχει γίνει γνωστή ως η «αρχή της ελάχιστης απογοήτευση» [44], [45]. Η διοχετεύονται-όπως η φύση των ενεργειακών τοπίων για τις φυσικές πρωτεΐνες που σημαίνει ότι οι διαμορφώσεις που είναι δομικά παρόμοια με τη φυσική του κατάσταση είναι επίσης χαμηλή περιεκτικότητα σε ενέργεια, και φυσική κατάσταση αλληλεπιδράσεις είναι ελάχιστα απογοητευμένοι [33] – [45]. Μια γενικευμένη άποψη του αλλοστερική ρύθμιση βασίζεται στη θεωρία ενεργειακό τοπίο (συχνά αποκαλείται ως ένα «διαμορφωτική μοντέλο επιλογής») υποδηλώνει ότι μία πρωτεΐνη μπορεί να λειτουργεί σε μια δυναμική ισορροπία δομικά διαφορετικών διαμορφώσεως, οπότε η επίδραση της πρόσδεσης ή μετάλλαξη μπορεί να διαδοθεί πέρα μεγάλες αποστάσεις με συνεργατικά μετατόπιση της ισορροπίας προς μια λειτουργικώς σχετική διαμόρφωση [46] – [52]. Η «παλιά» άποψη (που προκαλείται από κατάλληλο μηχανισμό) και η «νέα» άποψη (διαμορφωτική μηχανισμός επιλογής) της πρωτεΐνης allostery δεν φαινόταν να είναι αμοιβαία αποκλειόμενα, αλλά μάλλον συμπληρωματικά σε εξορθολογισμό των αλλοστερικών μηχανισμών σε μοριακό επίπεδο [53] – [56]. Φυσική-based προσεγγίσεις προσομοίωσης έχουν παράσχει πειστικές αποδείξεις της σύζευξης μεταξύ των συλλογικών κινήσεων και των τοπικών διαρθρωτικές αλλαγές ως μια σημαντική βασική αρχή της αλλοστερικής επικοινωνίας σε βιομόρια [53] – [60]. προσεγγίσεις Θερμοδυναμική-based έχουν συνδέσει περαιτέρω παγκόσμιες και τοπικές δομικές διαταραχές με ελεύθερη ενέργεια αλλαγές αλλοστερική σύζευξης στους μηχανισμούς διαμορφωτική αλλαγή [61] – [64]. Επιπλέον, τα μοντέλα ενεργειακό τοπίο έχουν δείξει ότι μεγάλου βεληνεκούς συνεργατικότητα των αλληλεπιδράσεων πρωτεΐνης-πρωτεΐνης κατά τη διάρκεια αλλοστερικό μεταβάσεις μπορεί να ευνοήσει έναν συνδυασμό του πληθυσμού μετατόπισης και επαγόμενη-fit μηχανισμούς, ενώ μικρής εμβέλειας, δεσμευτική αλλοστερική πρωτεϊνών με αναστολείς θα μπορούσαν συχνά να προχωρήσει μέσω του μηχανισμού πληθυσμού-shift [65] – [72]

Ferreiro και Wolynes [69] έχουν προχωρήσει πρόσφατα τη θεωρία τοπίο της ενέργειας με το συνδυασμό βιοφυσικών μοντέλων και των διαρθρωτικών βιοπληροφορικής αναλύσεις των τοπικών αλληλεπιδράσεων πρωτεϊνών που είναι θεμελιώδεις για την αναδίπλωση. , δεσμευτικές και αλλοστερική ρύθμιση. Σύμφωνα με το μοντέλο αυτό, ελάχιστα απογοητευμένοι τοπία των δικτύων πρωτεΐνης μπορεί να έχει εξελιχθεί για να αποκτήσουν την ικανότητα για ρύθμιση μέσω συνεταιριστικών αλλαγές αλλοστερική. Η προτεινόμενη μέθοδος έχει ποσοτικοποιήσει το βαθμό χωρικής τοπικών απογοήτευση σε πρωτεΐνες, χρησιμοποιώντας μια τοπική εκδοχή της παγκόσμιας διαμόρφωση κριτήριο χάσμα της αρχής ελάχιστη απογοήτευση [33] – [45]. Το μοντέλο αυτό εισήγαγε ένα τοπικό απογοήτευση μετρικό ονομάζονται «διαμορφωτικά δείκτης απογοήτευση» ως μέτρο της τοπικής σταθεροποίησης για ένα άτομο μητρική ζεύγος σε σχέση με ένα σύνολο διαρθρωτικών δολώματα που παράγεται από διατάραξης τόσο τις ταυτότητες και την τοποθεσία των αλληλεπιδρώντων αμινοξέα [69], [ ,,,0],70]. Σύμφωνα με αυτό το κριτήριο, εάν η ενέργεια αλληλεπίδρασης ενός φυσικού ζεύγους υπολειμμάτων είναι επαρκώς σταθεροποιητικά σε σχέση με το σύνολο των διαρθρωτικών δολώματα, αυτό το ζεύγος υπόλειμμα ορίζεται ως «ελάχιστα απογοητευμένοι », διαφορετικά οι αλληλεπιδράσεις μπορούν να ταξινομηθούν είτε ως» ουδέτερο » ή «τοπικά απογοητευμένοι». Αξίζει να σημειωθεί ότι η αρχή της ελάχιστης απογοήτευση δεν απαιτεί την πλήρη εξάλειψη των τοπικά σταθερές εναλλακτικές δομές. Ένας ορισμένος βαθμός τοπικής απογοήτευση είναι πάντα παρούσα σε μια κατά τα άλλα σε μεγάλο βαθμό unfrustrated δομή της πρωτεΐνης και μπορεί να έχουν προκύψει από εξελικτική απαιτήσεις για την προσαρμογή δυναμική πρωτεϊνών για συγκεκριμένες λειτουργίες [43].

Η ανάλυση των τοπικά απογοητευμένοι περιοχές της πρωτεΐνης με τη χρήση μη -redundant σύνολο 314 μονομερείς περιοχές πρωτεΐνης και επιμέλεια σύνολο των μη περιττό διμερή σύμπλοκα έχει δείξει ότι τα τοπικά απογοητευμένοι περιοχές αντιστοιχούν στις περιοχές που εμπλέκονται στη σύνδεση με άλλα μακρομόρια και συνδετήρων και θα μπορούσαν συχνά να συνεγκαταστήσει με τις λειτουργικές ομάδες επιρρεπείς σε μεγάλες διαρθρωτικές αλλαγές [69 ], [70]. Wolynes και οι συνεργάτες του έχουν ρωτήθηκαν πρόσφατα επιμελήθηκε βάση δεδομένων της αλλοστερικής πρωτεϊνών με γνωστές δομές ανενεργό και ενεργό κρύσταλλο και έχουν αποδείξει ότι οι αλλοστερικοί περιοχές της πρωτεΐνης που συνδέεται με ένα δίκτυο ελάχιστα απογοητευμένοι αλληλεπιδράσεις, ενώ εξαιρετικά απογοητευμένοι υπολείμματα θα μπορούσαν να ομαδοποιηθούν κατά προτίμηση κοντά στην επιφάνεια της πρωτεΐνης [71 ], [72]. Σύμφωνα με τη μελέτη αυτή, ελάχιστα απογοητευμένοι περιοχές αλλοστερική πρωτεΐνες τομείς αποτελούν περίπου το 40% του συνόλου των επαφών, με περίπου 10% του συνόλου των αλληλεπιδράσεων θεωρείται ότι είναι «εξαιρετικά απογοητευμένοι», και το υπόλοιπο των αλληλεπιδράσεων αποδίδεται στο «ουδέτερο» κατηγορία .

οι πρωτεϊνικές κινάσες είναι διακόπτες με μια διατηρημένη καταλυτική περιοχή που φωσφορυλιώνουν υποστρώματα πρωτεΐνης και παίζουν κρίσιμο ρόλο στην κυτταρική σηματοδότηση μονοπατιών σηματοδότησης [73] – [82]. γονίδια πρωτεϊνικής κινάσης αποτελούν ~ 2% όλων των γονιδίων σε ανθρώπινο γονιδίωμα και αυτή η οικογένεια πρωτεΐνη αποτελείται από περισσότερα από 500 μέλη ποικιλόμορφη. Οι κρυσταλλικές δομές της ανθρώπινης κινασών πρωτεΐνης περιλαμβάνουν 167 μοναδικό ανθρώπινο πεδία κινάσης πρωτεΐνης και 170 κινασών, θεωρώντας σχετίζεται στενά με ορθόλογα (https://www.sgc.ox.ac.uk/research/kinases/). Δομικές μελέτες των δομών καταλυτικού τομέα της πρωτεϊνικής κινάσης και ρυθμιστικό πρωτεϊνικά σύμπλοκα έχουν αποκαλύψει διακριτά σενάρια με την οποία οι κινάσες μπορεί να ελέγξει μια δυναμική ισορροπία μεταξύ δομικά παρόμοιες δραστικές και πολύ συγκεκριμένες ανενεργή κινάση μέλη – ένα δομικό χαρακτηριστικό της περιοχής κινάσης κρίσιμη για τη φυσιολογική λειτουργία του [83] – [89]. Αλλοστερική ρύθμιση μπορεί να επιτευχθεί μέσω διαφορετικών μηχανισμών που περιλαμβάνουν αναστολέα προκαλούμενη σταθεροποίηση του ειδικού ανενεργό διαμόρφωση σε ABL [90] – [95], BRAF [96], KIT [97], PDGFR, P38 [98], ΡΙ3Κ κινάσες [99] και σύνδεση με το αλλοστερικό μυριστοϋλ-θύλακα σύνδεσης σε ABL [100] – [103]. ενεργοποίηση πρωτεΐνης κινάσης μπορεί επίσης να ρυθμιστεί μέσω του σχηματισμού δομικά διαφορετικών ρυθμιστικών σύμπλοκα κυρίως παραδειγματικά για ABL [104], [105] και EGFR κινασών [106] – [109], ακόμη μια ενοποιητική δομική μηχανισμός που σχετίζεται με ασύμμετρες διευθετήσεις κινάσης τυροσίνης σε ρυθμιστικές συγκροτήματα θα μπορούσαν να αποτελούν τη βάση του μηχανισμού ενεργοποίησης του όλη την οικογένεια πρωτεϊνών EGF [110] – [113]. Μια σταθερή πρόοδο στην κατανόηση των μηχανισμών της πρωτεϊνικής κινάσης έχει τροφοδοτήσει μια σημαντική προσπάθεια να ανακαλύψουν και επιλεκτική ΑΤΡ-ανταγωνιστική και αλλοστερικοί αναστολείς σχεδιασμό στόχευση συγκεκριμένων μορφών καρκίνου, μεταλλάξεις του καρκίνου κινάση και συνδέονται στοχευμένες οδών [114] – [116].

Ανώμαλη ενεργοποίηση της ρύθμισης σε πρωτεϊνικών κινασών είναι μια κυρίαρχη πηγή που σχετίζονται με όγκους μεταλλάξεις σωματικά. Διαρθρωτικά Ταμεία και μεταλλαξιγένεση έρευνες της ABL [93] – [95] και EGFR κινασών [117] – [119] έχουν αποκαλύψει τις διαρθρωτικές αποκλίσεις των κινασών ως απάντηση στην ενεργοποίηση μεταλλάξεων. Μελέτες βιοπληροφορική Kinome κλίμακα συνέβαλαν στην αναγνώριση του συντηρημένα μοτίβα αλληλουχίας που φιλοξενούν την ασθένεια που σχετίζεται και τον καρκίνο μεταλλάξεις, γεγονός που υποδηλώνει ότι ένας σημαντικός αριθμός των ογκογόνων μεταλλάξεων του καρκίνου θα μπορούσε να σχηματίσει δομικά συντηρημένη μεταλλάξεων hotspots εντός του καταλυτικού πυρήνα της κινάσης [120] – [123]. μελέτες προσομοίωσης υπολογιστών έχουν διερευνηθεί μοριακούς μηχανισμούς της ενεργοποίησης της πρωτεϊνικής κινάσης σε c-Src [124] – [127], αδενυλική κινάση [128], ABL [129], CDK5 [130], KIT [131], RET, ΚΟΑ [132] και EGFR κινάσης [133] – [135]. μελέτες προσομοίωσης multi-κλίμακα διαμορφωτική μεταβάσεις στις κανονικές και ογκογόνο μορφές ABL και EGFR κινασών έχουν δείξει ότι η επίδραση των ογκογόνων μεταλλάξεων μπορεί να εξαπλωθούν πέρα ​​από την άμεση περιοχή της μετάλλαξης που οδηγεί σε παγκόσμια αλλοστερική αλλαγές [134]. Πιο πρόσφατα, υπολογιστική μοντελοποίηση της αλλοστερικής ρύθμισης έχει αποκαλύψει την οργάνωση των αρχών της ενεργοποίησης μετάλλαξης που προκαλείται σε ABL και EGFR κινασών, η οποία μπορεί να προσδιοριστεί με μία δυναμική σύζευξη μεταξύ δομικά άκαμπτη αΡ-έλικα και διαμορφωτικά προσαρμοστική αi-έλικα και αΟ-έλικες [136] . Αυτά τα δομικά στοιχεία αποτελούν ένα δυναμικό δίκτυο αποτελεσματικά αλληλεπιδρούν λειτουργικές περιοχές που μπορεί να καθολικά ελέγχουν την επικοινωνία interdomain μακράς εμβέλειας και αλλοστερική ενεργοποίηση πρωτεϊνικών κινασών. Οι μελέτες ενεργειακό τοπίο έχουν προηγουμένως προταθεί ότι εντοπισμένη απογοήτευση μπορεί να συνδέεται με αλλοστερικές διαμορφωτικές αλλαγές στις πρωτεΐνες [69] – [72].

Συλλογικά, υπολογιστικές μελέτες έχουν δείξει ότι μοριακούς μηχανισμούς αλλοστερική ρύθμιση σε πρωτεϊνικών κινασών μπορεί να είναι περιγράφεται χρησιμοποιώντας μοντέλα της μετάλλαξης που προκαλείται διαμόρφωση της διαμορφωτικής τοπίου και διαμορφωτική αρχές επιλογής των θερμοδυναμικά σχετικές καταστάσεις. Σε αυτό το έργο, την ανάλυση των διαρθρωτικών βιοπληροφορική kinome-based και βιοφυσικές μοντελοποίηση των δομών της πρωτεϊνικής κινάσης χρησιμοποιήθηκαν για τον χαρακτηρισμό και την ποσοτικοποίηση της αλληλεπίδρασης μεταξύ ογκογόνων μεταλλάξεων κινάσης και τοπικά απογοητευμένοι περιοχές ως πιθανοί καταλύτες και μεσολαβητών της ενεργοποίησης της κινάσης. Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης δείχνουν ότι η επίδραση της ενέργειας τοπίο των ογκογόνων μεταλλάξεων μπορεί να είναι αλλοστερικοί στη φύση, εκμαίευση παγκόσμιες αλλαγές στην χωρική κατανομή των εξαιρετικά απογοητευμένοι καταλοίπων. Δείχνουμε ότι οι μεταλλάξεις του καρκίνου θα μπορούσε να λειτουργήσει με ταυτόχρονη διατάραξης του δικτύου ελάχιστα απογοητευμένοι αλληλεπιδράσεων στην ανενεργή κατάσταση κινάση, μειώνοντας παράλληλα τις τοπικές απογοήτευση και την αποκατάσταση αλλοστερικές αλληλεπιδράσεις στη δραστική μορφή κινάσης. Ως εκ τούτου, τοπικά απογοητευμένοι τοποθεσίες στον καταλυτικό πυρήνα μπορεί να εξυπηρετεί ένα σημαντικό λειτουργικό ρόλο, επιτρέποντας διαμορφωτική μεταβάσεις μετάλλαξη που προκαλείται προς το μόνιμα ενεργό διάπλαση κινάσης.

Αποτελέσματα

Η ενέργεια Τοπία και Τοπικών Απογοήτευση στην πρωτεΐνη κινάσες

στην παρούσα μελέτη, σε συνδυασμό μοριακής δυναμικής (MD) προσομοιώσεις των πρωτεϊνικών κινασών με την ανάλυση ενεργειακό τοπίο για να χαρακτηρίσει τον ρόλο των τοπικών απογοήτευση ως σημαντικός παράγοντας που σχετίζεται με allostetric ενεργοποίηση της κινάσης. Από τη σκοπιά της ενέργειας τοπίο, τα μηχανιστική χαρακτηριστικά των μεταβάσεων ενεργοποίησης θα πρέπει να καθορίζεται από το δομικό τοπολογία της πτυχής τομέα κινάσης και ως εκ τούτου θα μπορούσε να συλλάβει εμφανέστερες πλευρές του μηχανισμού ενεργοποίησης. Για να διερευνήσουν το ρόλο των τοπικών απογοήτευση στην διαμορφωτική μεταβάσεις μεταξύ δομικά διαφορετικών λειτουργικών κρατών, εμείς που ρωτήθηκαν οι τοπικές προφίλ απογοήτευση στις δομές της πρωτεϊνικής κινάσης και χαρακτηρίζεται το δίκτυο των ελάχιστα απογοητευμένοι αλληλεπιδράσεις υπεύθυνη για δομική σταθερότητα του καταλυτικού πυρήνα της κινάσης. Έχουμε, επίσης, βρίσκεται και χαρακτηρίζεται συμπλέγματα τοπικά απογοητευμένοι περιοχές όπου θα μπορούσαν να παραβιάζεται η αρχή της ελάχιστης απογοήτευση. Η μεταβολή του δείκτη διαμόρφωσης απογοήτευση κατά την μετάλλαξη μπορεί να παρέχει ένα ποσοτικό μέτρο της τάσης να επιφέρει μεταβολή της διαμόρφωσης στην πρωτεΐνη. Η επίδραση των μεταλλάξεων του καρκίνου κινάσης σε τοπικό προφίλ απογοήτευση μας επέτρεψε να ποσοτικοποιηθεί πώς μετάλλαξη που προκαλείται από την ανακατανομή των τοπικά απογοητευμένοι υπολείμματα μπορούν να προωθήσουν την αλλοστερική μεταβάσεις μεταξύ δομικά διακριτές λειτουργικές καταστάσεις. Ο δείκτης απογοήτευση διαμόρφωση θα μπορούσε να μετρήσει τη σχετική σταθερότητα μιας συγκεκριμένης φυσικής επαφής σε σχέση με το σύνολο όλων των πιθανών επαφών στην εν λόγω θέση, επιτρέποντας έτσι να ταξινομήσει τις μεμονωμένες επαφές εγγενή στη δομή της πρωτεΐνης σύμφωνα με το επίπεδο απογοήτευση τους. Μια kinome ολόκληρη την εξέταση της διαμόρφωσης δείκτη απογοήτευση υπολογίζεται για ένα μεγάλο αριθμό κρυσταλλικών δομών πρωτεϊνικής κινάσης (Πίνακας S1 σε File S1) αποκάλυψε ότι οι τυπικές τιμές μπορεί να κυμαίνεται μεταξύ -4 έως +4. Το συνολικό υπόλοιπο με βάση τη διανομή ενός δείκτη απογοήτευση για τις κινάσες άγριου τύπου (WT) ήταν προκατειλημμένη απέναντι ελάχιστα απογοητευμένοι υπολείμματα με τις θετικές τιμές του δείκτη απογοήτευση (Εικόνα 1Α). Η κατανομή που εμφανίζεται επίσης μια μικρότερη ρηχή κορυφή που αντιστοιχεί στο τοπικό επίπεδο απογοητευμένοι υπολείμματα με το δείκτη απογοήτευση στην περιοχή από -0,6 έως -0,7 μονάδες. Η επίδραση των μεταλλάξεων οδήγησε σε μια λεπτή αλλά αξιοσημείωτη μεταβολή στην κατανομή των τοπικών απογοήτευσης στον καταλυτικό πυρήνα, αποκαλύπτοντας ένα δεύτερο εξίσου σημαντικό αιχμής γύρω από -1.0 αξία. Ως εκ τούτου, η συνολική κατανομή ήταν σχεδόν ομοιόμορφα διαιρεμένη μεταξύ των ελάχιστα απογοητευμένοι και απογοητευμένοι υπολείμματα, αφήνοντας λιγότερα κατάλοιπα στο ουδέτερο καθεστώς (Εικόνα 1Β).

(Α) κινάσες άγριου τύπου και (Β) Mutant κινάσες.

Είμαστε επικεντρώθηκε στη συνέχεια στην τοπική ανάλυση απογοήτευση που εκτελούνται για ένα υποσύνολο των γονιδίων της πρωτεϊνικής κινάσης (ABL, EGFR, ΒΤΚ, KIT, BRAF, ΚΟΑ, και RET) που αντιπροσωπεύουν τη συντριπτική πλειονότητα των εξαιρετικά ογκογόνων μεταλλάξεων στην καταλυτική περιοχή (Πίνακας S2 σε File S1). Αυτά τα γονίδια κινάσης πρωτεΐνης επιλέχθηκαν για μια πιο λεπτομερή ανάλυση, λόγω του πλούτου των δομικών και λειτουργικών πληροφοριών που παρέχονται συμπληρωματικά πειραματικά δεδομένα για την επικύρωση των μοντέλων μας. Το πιο σημαντικό, ωστόσο, ένα ποικιλόμορφο ρεπερτόριο ενεργοποίησης και ανθεκτικών σε φάρμακα μεταλλάξεις σε αυτά τα γονίδια κινάσες αντιπροσωπεύουν κρίσιμα καρκίνο ένοχοι που θα μπορούσαν συχνά να συμβάλουν στην κατάσταση εξάρτησης ογκογονιδίου σε μία ποικιλία καρκίνων. Η κατανομή των τοπικών απογοήτευση σε αυτές κινάσης γονίδια, όπως μετράται με τον δείκτη διαμόρφωσης απογοήτευση, αποκάλυψε ένα διακριτό μοτίβο, όπου οι κορυφές αισθητά μετατοπίζεται προς πιο απογοητευμένοι κατάλοιπα τόσο για τον WT και μεταλλαγμένες κινάσες (Εικόνα 2). Το ποσοστό των ελάχιστα απογοητευμένοι αλληλεπιδράσεων στην καταλυτική πυρήνα αντιπροσώπευε περισσότερο από το 40% του συνόλου των επαφών, με περίπου 15-20% των αλληλεπιδράσεων να θεωρηθεί ως απογοητευμένοι και το υπόλοιπο ουδέτερο. Η ανάλυση αυτή συμφώνησε σε γενικές γραμμές με την αναφερόμενη κατανομή των απογοητευμένοι περιοχών και τη διχοτόμηση της ελάχιστα και εξαιρετικά απογοητευμένοι υπολειμμάτων σε πρωτεΐνες [69], [70]. Ωστόσο, ο μέσος κλάσμα τοπικά απογοητευμένοι υπολειμμάτων ήταν υψηλότερη σε κινάσες πρωτεϊνών από εκείνο που αναφέρθηκε για τις μικρές μονομερείς πρωτεΐνες. Ως εκ τούτου, τα δεδομένα μας πρότεινε ότι διαμορφωτική τοπία των ογκογονιδίων κινάσης μπορεί να χαρακτηρίζεται από ένα αυξημένο επίπεδο της τοπικής απογοήτευσης και της κινητικότητας των πρωτεϊνών.

(Α) κινάσες Άγριου-τύπου και (Β) Mutant κινασών. Ένα σύνολο των απασχολουμένων κινάσης ογκογονιδίων περιλαμβάνονται ABL, EGFR, ΒΤΚ, KIT, ΚΟΑ, BRAF, και κινάσες RET. Η ανάλυση περιελάμβανε μεταλλάξεις αυτών των γονιδίων κινάσης με υψηλή ογκογόνο δυναμικό σύμφωνα με τα προφίλ συχνότητα των μεταλλάξεων δείγματα (& gt? 5). Που λαμβάνεται από την κοσμική αποθήκη [153]

Η

Με βάση αυτή την ανάλυση, προτείνει ότι η χωρική κατανομή των τοπικών απογοήτευση σε πρωτεϊνικές κινάσες μπορεί να ρυθμίζεται και να αλλάξει εύκολα από ογκογόνες μεταλλάξεις. Σύμφωνα με εικασίες μας, ενεργοποιώντας μεταλλάξεις της κινάσης θα μπορούσε να ενισχύσει την τοπική απογοήτευση στην ανενεργή κατάσταση, εξαλείφοντας παράλληλα (ή εν μέρει αφαίρεση) τοπικά απογοητευμένοι θέσεις στην ενεργή κατάσταση. Ως αποτέλεσμα, η μετάλλαξη που προκαλείται από την ανακατανομή των τοπικών απογοήτευσης στις δομές της πρωτεϊνικής κινάσης μπορεί να συνεισφέρει στην μοριακών μηχανισμών που ελέγχουν δραστικότητα κινάσης μεταβάλλοντας τη δυναμική ισορροπία μεταξύ των λειτουργικών μορφών κινάσης. Για να επαληθευτεί αυτή η υπόθεση, αναλύσαμε τις αλλαγές στις τοπικές προφίλ απογοήτευση για ένα αντιπροσωπευτικό σύνολο εξαιρετικά ογκογόνους ABL (Σχήμα 3) και EGFR κινάσης μεταλλάγματα (Σχήμα 4) και στα δύο ανενεργά και ενεργά κράτη. Παρατηρήσαμε ότι οι εξαιρετικά ογκογόνων μεταλλάξεων μπορεί πράγματι να προκαλέσει αύξηση στην τοπική απογοήτευση των μεταλλαγμένων υπολειμμάτων στην ανενεργή autoinhibitory κατάσταση του ABL (ΠΣΠ ID 1IEP) [90] και EGFR (ΠΣΠ ID 1XKK) [117] (Σχήματα 3, 4). Ως εκ τούτου, κινάση μεταλλάξεις με υψηλό ογκογόνο δυναμικό μπορεί να αποσταθεροποιήσει την autoinhibited μορφή κινάσης. Σημαντικά, ογκογονικές μεταλλάξεις θα μπορούσε να ανακουφίσει εν μέρει τοπικό απογοήτευση στην ενεργή κατάσταση κινάσης (Σχήματα 3, 4). Μια πιο εκτεταμένη ελάχιστα απογοητευμένοι δίκτυο των αλληλεπιδράσεων κάνει άκαμπτο την ενεργή μορφή της καταλυτικής περιοχής για ABL (ΠΣΠ ID 1M52) [91], [92] και EGFR (ΠΣΠ ID 2J6M) [118]. Αν και οι κρυσταλλικές δομές που χρησιμοποιούνται στη μελέτη μας (Πίνακας S1 σε File S1) έχουν ως επί το πλείστον επιλυθεί στο μη δεσμευμένο μορφή, υπήρξαν ορισμένες δομές στον μελετήθηκαν σετ (ιδιαίτερα ABL και EGFR κινασών) που είχαν αρχικά κρυσταλλώνεται σε σύμπλοκα με ΑΤΡ ή μικρομοριακών αναστολέων . Από δέσμευσης ΑΤΡ θα μπορούσαν δυνητικά να αυξήσει δομική ακαμψία του καταλυτικού τομέα, την τοπική ανάλυση απογοήτευση που περιλάμβανε κατασκευές με αφαιρεθεί ΑΤΡ μπορεί να παράγει τεχνητά τις αλλαγές στο δείκτη απογοήτευση για τη δέσμευση υπολείμματα ιστοσελίδα. Αξιολογήσαμε τη συνολική στατιστική κατανομή του δείκτη διαμορφωμερώς απογοήτευση χρησιμοποιώντας κρυσταλλικές δομές με δεσμευμένα μόρια. Το αποτέλεσμα βρέθηκε να είναι μάλλον αμελητέα και η προκύπτουσα κατανομή ήταν σχεδόν δυσδιάκριτες από αυτό που φαίνεται στο Σχήμα 1. Πράγματι, ένα σημαντικό κλάσμα των καταλοίπων πρωτεϊνικής κινάσης εμπλέκονται σε αλληλεπιδράσεις δέσμευσης θέση ανήκουν στην δομικά άκαμπτη περιοχή άρθρωσης η οποία είναι μια ελάχιστα απογοητευμένοι στοιχείο του καταλυτικού πυρήνα και ως τέτοια ισχυρή σε μικρές διαταραχές των αλληλεπιδράσεων. Ωστόσο, βρήκαμε μερικές ενδιαφέρουσες μικρές μεταβολές στις τοπικές προφίλ απογοήτευση του ABL (Σχήμα S1) και κινάσες EGFR (Εικόνα S2), που παρατηρήθηκαν για ογκογόνους μεταλλάξεις στο πλούσιες σε γλυκίνη Ρ-βρόχος (ABL-G250E, ABL-Q252H, ABL-Ε255Κ, EGFR-G719S, EGFR-G719A, EGFR-G719C). Είναι γνωστό ότι η Ρ-βρόχος σε ABL κινάσης μπορεί να σταθεροποιηθεί στο Imatinib δεσμευμένο ανενεργό δομή, η οποία μπορεί να εξηγήσει την αύξηση της τοπικής απογοήτευση κατόπιν μεταλλάξεων Ρ-βρόχος στην ανενεργή κατάσταση (Σχήματα S1, S2). Είναι ενδιαφέρον, αυτές οι σημειακές μεταλλάξεις είναι γνωστό ότι μειώνουν τη δέσμευση του Imatinib (Gleevec) για ABL μετατοπίζοντας την θερμοδυναμική ισορροπία προς την ενεργό μορφή ασυμβίβαστη με τον αναστολέα δέσμευσης [114] – [116]. Τα στοιχεία μας πρότεινε ότι η μετάλλαξη που προκαλείται από την τοπική απογοήτευση στον αναστολέα-δεσμευμένη κατάσταση ανενεργή κινάση μπορεί να συμβάλει εν μέρει από την έναρξη μια μετατόπιση του πληθυσμού μεταξύ των λειτουργικών μορφών. Αναλύσαμε επίσης την κατανομή και τις διαρθρωτικές κατάτμηση της ελάχιστα απογοητευμένοι και τοπικά απογοητευμένοι περιοχές της κινάσης ABL (Σχήμα S3). Ένα πυκνό δίκτυο ελάχιστα απογοητευμένοι υπολειμμάτων βρέθηκε στην δομικά άκαμπτο πυρήνα της καταλυτικής περιοχής (που συνδέονται με πράσινες γραμμές). Αυτή η ελάχιστα απογοητευμένοι ιστοσελίδα δημιουργήθηκε από δομικά συντηρημένες αΡ-έλικα και αΕ-έλικα. Σε αντίθεση, οι συστάδες των τοπικά απογοητευμένοι υπολειμμάτων (συνδεδεμένη με κόκκινες γραμμές) που συναρμολογούνται επί της πρωτεΐνης περιφέρεια, συμπεριλαμβανομένης της αΟ-έλικα, βρόχο ενεργοποίησης, το Ρ + 1 βρόχο στο Ο-τερματικό λοβός. Δεδομένου ότι οι αλληλεπιδράσεις autoinhibiting κυκλοφόρησε στην ενεργό μορφή, πρωτεϊνικών κινασών θα μπορούσε να γίνει πιο ευέλικτη με ένα σημαντικό βαθμό εναπομείναντες τοπικούς απογοήτευση. Αυτό αντικατοπτρίζεται στην αυξημένη παρουσία τοπικά απογοητευμένοι υπολειμμάτων που συνδέονται με κόκκινες γραμμές στο αΟ-έλικας, και το C-τελικό λοβό του ενεργού ABL (Σχήμα S3b).

Οι τιμές του δείκτη απογοήτευση υπόλειμμα που βασίζονται στη δείχνεται για ένα σύνολο ογκογόνου κινάσης μεταλλακτών ABL στην ανενεργή (Α) και δραστικές μορφές (Β). Οι τιμές του δείκτη απογοήτευση φαίνεται στο γεμάτα κίτρινες μπάρες για τη μορφή κινάση αγρίου τύπου και σε κόκκινο γεμάτες ράβδοι για τις μεταλλαγμένες μορφές. Η ανάλυση έγινε για την μη δεσμευμένη μορφή των κρυσταλλικών δομών της ABL σε ανενεργό μορφή (ΠΣΠ ID 1IEP) [90] και την ενεργό μορφή (ΠΣΠ ID 1M52) [91], [92].

Η

Οι τιμές του δείκτη απογοήτευση υπόλειμμα που βασίζεται δείχνεται για ένα σύνολο των ογκογόνων μεταλλάξεων του EGFR κινάσης στο ανενεργό (Α) και δραστικές μορφές (Β). Οι τιμές του δείκτη απογοήτευση φαίνεται στο γεμάτα κίτρινες μπάρες για τη μορφή κινάση αγρίου τύπου και σε κόκκινο γεμάτες ράβδοι για τις μεταλλαγμένες μορφές. Η ανάλυση έγινε για την μη δεσμευμένη μορφή των κρυσταλλικών δομών του EGFR σε ανενεργό μορφή (ΠΣΠ ID 1XKK) [117] και η ενεργή μορφή (ΠΣΠ ID 2J6M) [118].

Η

Τοπική Απογοήτευση και πρωτεΐνη ευελιξία

Ερευνήσαμε επίσης μια σχέση μεταξύ των τοπικών απογοήτευση και την ευελιξία της πρωτεΐνης των δομών κινάσης. Σε προηγούμενες μελέτες μας, έχουμε χαρακτηρίσει τις διαμορφωτικές τοπία του ABL, EGFR, RET και μετεωρολογικές κινασών καθώς και διάφορα μεταλλάγματα καρκίνου χρησιμοποιώντας MD προσομοιώσεις της κινάσης Αρο και σύμπλοκα με ΑΤΡ και αναστολέων μικρών μορίων [132], [134], [ ,,,0],136]. Εδώ, συγκρίναμε τα αποτελέσματα των τοπικών ανάλυσης απογοήτευση με τα προφίλ ευελιξία κινάσης, που προκύπτει από προσομοιώσεις MD και αξιολογήθηκαν χρησιμοποιώντας την μέση τετραγωνική ρίζα διακυμάνσεις (RMSF) των καταλυτικών υπολειμμάτων τομέα. Ειδικότερα, MD μελέτες ABL και EGFR κινασών στις κανονικές και ογκογόνο μέλη επέδειξαν υψηλή τοπική ευελιξία στο κατώτερο τμήμα του βρόχου ενεργοποίησης [134], [136]. Ομοίως, η δέσμη των α-έλικες στο Ο-τερματικό, το οποίο αντιπροσώπευε το πυκνότερο σύμπλεγμα της ελάχιστα απογοητευμένοι καταλοίπων (Εικόνες S4, S5), κατέδειξε επίσης τη μικρότερη διακύμανση στις τιμές RMSF – ένα χαρακτηριστικό των δομικά άκαμπτο πυρήνα πρωτεΐνη [134] . Οι τοπικές προφίλ απογοήτευση συνδυάζεται επίσης επάνω ωραία με τα Β-παράγοντες των υπολειμμάτων της πρωτεϊνικής κινάσης. Ένα παράδειγμα τέτοιων συγκριτική ανάλυση λεπτομερώς για την EGFR-WT στη δραστική μορφή (Σχήμα S5). Μια ισχυρή συσχέτιση βρέθηκε μεταξύ του δείκτη τοπικής απογοήτευση υπόλειμμα με βάση και τις αξίες Β-παράγοντα (Σχήμα S5 D). Παρατηρήσαμε επίσης ότι οι εξαιρετικά απογοητευμένοι υπολείμματα EGFR αντιστοιχούσαν στα διαμορφωτικά κινητό περιοχές με τις υψηλότερες τιμές B-factor. Για την περαιτέρω επεξήγηση αυτών των ευρημάτων, εκτελέσαμε δομική χαρτογράφηση των μέσων Β-παράγοντες σε ένα σετ αδρανών (Σχήμα S5 Α) και ενεργή δομές (Σχήμα S5 Β) του ABL, EGFR, ΒΤΚ, ΚΙΤ, BRAF, ΜΕΤ, και κινάσες RET . Επιπλέον, τοπικά απογοητευμένοι υπολείμματα επίσης χαρτογραφηθεί πάνω στον καταλυτικό πυρήνα. Τα τοπικά απογοητευμένοι περιοχές αντιστοιχούσαν σε περιοχές της πρωτεΐνης με την αυξημένη θερμική κινητικότητα και επικαλύπτονται με τα υπολείμματα της πρωτεΐνης της τριτοβάθμιας Β-παράγοντες.

Η ανάλυση της ευελιξίας της πρωτεϊνικής κινάσης έχει αποδειχθεί επίσης ότι διαμορφωτικές αλλαγές σε λειτουργικά σημαντικές περιοχές της κινάσης μπορεί να είναι αλλοστερικά σε συνδυασμό και υψηλό βαθμό συσχέτισης. Πιο συγκεκριμένα, βρήκαμε αποδείξεις υψηλή συσχέτιση κινήσεις των πρωτεϊνών και αλλοστερική σύζευξη της αΟ-έλικα και βρόχου ενεργοποίησης με όλες τις άλλες κινάσης περιοχές (Πίνακας S3 στο S1 αρχείου). Είναι ενδιαφέρον ότι η αΟ-έλικα και ο βρόχος ενεργοποίησης αντιπροσωπεύονται δύο πιο υψηλά συζευγμένα περιοχές πρωτεϊνικής κινάσης. Άλλες υψηλή συσχέτιση τμήματα της καταλυτικής περιοχής περιλαμβάνονται (α) την περιοχή άρθρωσης και καταλυτικό βρόχο, και (β) το Ρ-βρόχος και ενεργοποίηση βρόχου. Αυτά τα ευρήματα συμφωνούν με πρόσφατη ανάλυση μας των συλλογικών κινήσεων σε ABL και EGFR ρυθμιστικά σύμπλοκα τα οποία εκδηλώνεται σε «αναπνοή» άκαμπτο κινήσεις του σώματος του καταλυτικού πυρήνα σε συνδυασμό με τις διακυμάνσεις της Ρ-βρόχος, βρόχο ενεργοποίησης, αΟ-έλικα και το Αγ-έλικας του C-τερματικού [136]. Πολυάριθμες μελέτες δομική βιολογία ανέφεραν επίσης μια κεντρική συμμετοχή της αΟ-έλικα και την ενεργοποίηση βρόχου σε αλλοστερική σύζευξης που ελέγχουν ρύθμιση της δραστικότητας κινάσης πρωτεΐνης [110] -. [113]

Αλλοστερική Επίδραση των ογκογόνων μεταλλάξεων επί Τοπική Απογοήτευση

Ερευνήσαμε αν χωρική κατανομή των τοπικών απογοήτευση μπορεί να παρουσιάσει την έναρξη σημεία για την παγκόσμια διαμορφωτικές αλλαγές και αν το αποτέλεσμα των ογκογόνων μεταλλάξεων στο τοπικό απογοήτευση θα είναι τοπική ή αλλοστερικές. Αν το αποτέλεσμα των ογκογόνων μεταλλάξεων ήταν τοπική, θα προκαλέσει μόνο τοπικές διαταραχές και να οδηγήσει σε αρνητικές τιμές του δείκτη απογοήτευση για τα υπολείμματα σε άμεση γειτνίαση των μεταλλάξεων χώρο. Ωστόσο, εάν η επίδραση των ογκογόνων μεταλλάξεων ήταν παγκόσμια, η χωρική κατανομή των εξαιρετικά απογοητευμένοι υπολείμματα μπορεί να είναι προσβεβλημένο αλλοστερικά και να οδηγήσει σε αξιοσημείωτες αλλαγές στην απομακρυσμένη από τις μεταλλακτικές περιοχές τοποθεσία. Μια σύγκριση των τοπικά απογοητευμένοι υπολειμμάτων χαρτογράφηση του ABL-WT και ABL-T315I μεταλλαγμένο αποκάλυψαν ανεπαίσθητες ακόμη σχετικές αλλαγές, όπου οι περισσότεροι από τους πραγματοποιείται κατάλοιπα ήταν απομακρυσμένη από το μεταλλάξεων χώρο (Σχήμα 5). Παρατηρήσαμε ότι η μετάλλαξη κλειδοκράτορα στην αδρανή μορφή της κινάσης μπορεί να διαταράξει αλλοστερικά δομική ακαμψία του καταλυτικού πυρήνα και την αύξηση της τοπικής απογοήτευση του αΡ-έλικα, αΕ-έλικα, και περιοχές αΟ-έλικα. Τα ευρήματά μας επιβεβαιώνεται με φασματομετρία μάζας ανταλλαγής υδρογόνου (ΗΧ MS) μελέτη του ABL κινάσης [100], υποδεικνύοντας ότι η επίδραση της μετάλλαξης ABL-T315I θα μπορούσε να οδηγήσει όχι μόνο σε τοπικό διαμορφωτική διαταραχές κοντά στην αΟ-έλικα, αλλά επίσης και αλλοστερικά αλλάξει πρωτεΐνη ευελιξία στο μακρινό από περιοχές της πρωτεΐνης μετάλλαξη. Οι αλλαγές στην τοπική απογοήτευση που προκαλείται από μετάλλαξη ABL-T315I στην ανενεργή κινάση θα μπορούσε να απεικονίζεται στα παραδείγματα που παρουσιάζονται στα Σχήματα S6, S7. Ενώ απογοήτευση οικόπεδα της ABL-WT και ABL-T315I ήταν γενικά παρόμοιο, υπήρξαν κάποιες αλλαγές στις συστάδες κόκκινη γραμμή που συνδέει Asp-381 του μοτίβου DFG σε Glu-286 που κάνει ένα σημαντικό δεσμό υδρογόνου με Lys-271 (Σχήμα S6) . Μια άλλη αλλαγή θα μπορούσε να σημειωθεί στο αντι-παράλληλο β-φύλλο από το κάτω μέρος του βρόχου ενεργοποίησης (Σχήμα S7). Σε αυτή την περιοχή μερικά από τα υπολείμματα γίνει ιδιαίτερα απογοητευμένοι με τη μετάλλαξη, όπως φαίνεται από τις κόκκινες γραμμές που συνδέουν τα υπολείμματα Tyr-393, Ala-395 και Pro-402.

Η χωρική κατανομή των τοπικών απογοήτευση στις αδρανείς μορφές του ABL Μ.Β. (Α) και ABL-T315I (Β). Ο συνδυασμός χρωμάτων ολίσθηση των τοπικών απογοήτευση κυμαίνεται από ελάχιστα απογοητευμένοι (εμφανίζεται σε μπλε χρώμα) σε εξαιρετικά απογοητευμένοι (φαίνεται το κόκκινο). Τα βασικά λειτουργικές περιοχές της πρωτεΐνης κινάσης, μαζί με την αντίστοιχη σειρά των υπολειμμάτων πρωτεϊνών που αναφέρονται με βέλη. Διαρθρωτικά χαρτογράφηση των τοπικών απογοήτευση για το ABL κινάσης καταλυτικό πυρήνα παρουσιάζεται για τα ανενεργά δομή ABL-WT (ΠΣΠ ID 1IEP) [90]. Η επίδραση της T315I στο ανενεργό δομή ABL αξιολογήθηκε μέσω των διαρθρωτικών μοντέλων που περιγράφονται στην ενότητα Υλικά και Μέθοδοι. Το πρόγραμμα Pymol χρησιμοποιήθηκε για την οπτικοποίηση των δομών της πρωτεϊνικής κινάσης και την τοπική χαρτογράφηση απογοήτευση (Η Graphics System PyMOL Μοριακή, Έκδοση 1.2r3pre, Schrödinger, και LLC).

Η

Είναι σημαντικό, μερική ξεδίπλωμα του αντι- παράλληλη β-φύλλου στο κατώτερο άκρο του βρόχου ενεργοποίησης προηγουμένως προσδιορίστηκε ως προϋπόθεση για τη σταθεροποίηση του ενδιάμεσου Src-όπως η δομή και μια κοινή μηχανιστική χαρακτηριστικό των οδών ενεργοποίησης ABL και EGFR [134]. Στην Src-όπως διαμόρφωση, αΟ-έλικα περιστράφηκε και μεταφέρθηκε έξω από την ενεργό θέση (αΟ-έλικας-Glu-out θέση), το μοτίβο DFG γυρίσει στην ενδιάμεση DFG-στη θέση του, το αντι-παράλληλο β-φύλλο από