MKP5上a4-a5环与变构位点之间的功能耦联是催化作用的关键决定因素

使丝裂原活化蛋白激酶（MAPKs）失活的双特异性磷酸酶（DUSPs）被称为MAPK磷酸酶（MKPs）。应激反应性MKP——MKP5，可去磷酸化p38 MAPK和c-Jun NH2端激酶（JNK）。此前，我们鉴定出一种别构化合物，其结合于MKP5磷酸酶结构域内一个对p38 MAPK和JNK的结合及去磷酸化均至关重要的位点。该别构位点由4-5环构成，是将MAPK结合传递至催化位点的关键区域。在本研究中，我们考察了别构位点结合后发生的额外结构重排所作出的贡献。我们表明，与MKP5别构位点结合的抑制剂可诱导4-5环发生构象变化。该环中残基的突变体抑制了酶活性，且部分突变体表现出动力学变化，表明该环在调控MKP5催化过程中具有重要的结构和动力学作用。酶学和NMR研究支持如下解释：4-5环中的构象变化和动力学特性是酶功能所必需的。此外，R442（4-5环）、催化碱基D377（{beta}4-2环）以及Q409A和S413A（{beta}5-3环）的丙氨酸突变均破坏了催化活性。这些结果凸显出4-5环、{beta}4-2环和{beta}5-3环在结构、动力学和功能上彼此互联，共同介导别构位点与酶学位点之间的通讯。

使丝裂原活化蛋白激酶（MAPKs）失活的双特异性磷酸酶（DUSPs）被称为MAPK磷酸酶（MKPs）。应激响应性MKP，即MKP5，可去磷酸化p38 MAPK和c-Jun NH2末端激酶（JNK）。此前，我们鉴定出一种别构化合物，其结合于MKP5磷酸酶结构域内的一个位点，该位点对于p38 MAPK和JNK的结合及去磷酸化均至关重要。该别构位点由4-5环构成，是将MAPK结合传递至催化位点的关键区域。在本研究中，我们考察了别构位点结合后发生的其他结构重排所作出的贡献。我们表明，结合并作用于MKP5别构位点的抑制剂会诱导4-5环发生构象变化。该环中残基的突变体会抑制酶活性，且部分突变体表现出动力学变化，这表明该环在调控MKP5催化过程中具有重要的结构和动力学作用。酶学和NMR研究支持这样一种解释：4-5环中的构象变化和动力学特征是酶功能所必需的。此外，R442（4-5环）、催化碱基D377（{beta}4-2环）以及Q409A和S413A（{beta}5-3环）的丙氨酸突变体均破坏了催化活性。这些结果强调，4-5环、{beta}4-2环和{beta}5-3环在结构、动力学和功能上彼此互联，共同介导别构位点与酶活性位点之间的信息传递。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.01.729370v1?rss=1

🏷️ MKP5 别构调控 蛋白磷酸酶 酶催化 构象变化 NMR