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Legumain（AEP）是一种半胱氨酸蛋白酶，具有高度保守的催化核心，但其表面特征存在差异，而这些特征的进化与结构多样性仍未得到充分阐明。为研究这些特征在脊椎动物间如何变化，我们采用序列比对、基于 AlphaFold 的结构建模、口袋检测和定性对接分析，将人类 legumain 与六种鲨鱼同源蛋白进行了比较。所有鲨鱼序列均保留了经典的 His-Cys 二元催化基团和 β-夹心折叠，结构叠合显示整体上具有很强的保守性（RMSD = 0.39 埃）。一个毗邻浅表腔体的表面暴露环区被定义为 Pocket2，其序列表现出显著分化。结构模型重现了这一模式，其中 Pocket2 在不同物种间的几何形状和残基组成变化最大，包括 Callorhinchus milii，其 Pocket2 特征与板鳃类聚为一类。尽管该环区构象的预测置信度较低，但在所有模型中均稳定检测到 Pocket2，并且其体积、形状及理化环境均表现出种间差异。将一个具有已知结构特征的参考配体（5KN）对接至 Pocket2 后发现，不同物种在建模的结合取向和相互作用模式上存在特异性差异，这与上述几何变化一致，但不应被解释为定量的亲和力预测。综上，这些结果表明 Pocket2 是 legumain 中一个在整体结构上保守但局部可变的区域，并突出了其作为未来实验与计算研究候选位点的潜力。本研究旨在提出假设，并为探讨局部结构变异如何在一个整体保守的蛋白酶家族中产生提供了研究框架。
Legumain（AEP）是一种半胱氨酸蛋白酶，具有高度保守的催化核心，但其表面特征存在差异，而这些特征的进化与结构多样性迄今仍未得到充分阐明。为研究这些特征在脊椎动物中的差异，我们采用序列比对、基于 AlphaFold 的结构建模、口袋检测和定性对接的方法，将人类 legumain 与六种鲨鱼直系同源蛋白进行了比较。所有鲨鱼序列均保留了经典的 His-Cys 二元催化基团和 β-夹层折叠，结构叠合显示其整体具有很强的保守性（RMSD = 0.39 埃）。在邻近一个浅表腔体（命名为 Pocket2）的位置，一个表面暴露环表现出显著的序列分化。结构模型重现了这一模式，其中 Pocket2 在不同物种间的几何形态和残基组成表现出最大差异，包括 Callorhinchus milii，其 Pocket2 特征与板鳃类聚为一类。尽管环区构象的预测置信度较低，但所有模型中均稳定检测到 Pocket2，并且其体积、形状和理化环境在物种间存在差异。将一个具有已知结构特征的参考配体（5KN）对接至 Pocket2 后发现，不同物种在模拟结合取向和相互作用模式上存在特异性差异，这些差异与几何变化相一致，但不能被解释为定量亲和力预测。综上，这些结果表明 Pocket2 是 legumain 中一个在整体结构上保守、但局部可变的区域，并突出了其作为未来实验和计算研究候选位点的潜力。本研究旨在提出假设，并为探究局部结构变异如何在一个总体保守的蛋白酶家族中产生提供了研究框架。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.04.730232v1?rss=1
🏷️ 天冬酰胺内肽酶 蛋白质结构建模 AlphaFold 分子对接 鲨鱼同源蛋白 表面环区变异