整合素激活因子Talin蛋白棒状结构域的双螺旋束结构研究

Talin能够激活整合素（integrin），同时作为连接细胞骨架与跨膜受体整合素的桥梁，在细胞黏附、迁移等过程中发挥着关键的调控作用．整合素的激活反应是通过Talin-FERM结构域的F3结合整合素β亚基的胞内尾段来完成的．Talin在体内存在自抑制与活化两种状态，我们之前解析的F2F3/R9复合物结构显示，在自抑制状态下，整合素结合位点F3与其尾部片段Talin-R9（1654～1822 a.a.）结合，此时整合素不能被活化．然而，Talin作为一个270 ku的大蛋白，除了F3和R9以外的部分在Talin自身的活化过程中如何协同发挥作用，至今仍是未知的．我们分别解析了Talin R9-10（1654～1973 a.a.）、R10-11（1815～2140 a.a.）的双螺旋束晶体结构，单独的R9、R10、R11均为5-螺旋的螺旋束结构，R9-10之间通过一条长α螺旋连接，R9和R10交错排列在该螺旋的两侧，夹角约为150°；R10-11之间的柔性连接区在周围氢键网络的稳定下，使R10和R11形成了约120°的夹角．晶体结构中观察到的夹角与前人的小角散射及电镜结果相吻合．结合已有的R7-8、R11-12结构进行重叠，得到的R7-12拼接结构模型表现为伸展的长棒状，R8则凸出于长棒之外；R10-12不影响F3的结合，而R8不仅在空间上遮盖了F3的结合位点，而且可能通过电荷排斥F2F3．凝胶排阻层析实验也证实了这一点．本工作为进一步阐释Talin的自抑制机制提供了分子基础．