- 3 次围观
原肌球蛋白是沿肌动蛋白丝以头尾相接方式聚合的卷曲螺旋二聚体。它们能够稳定不同的丝状群体，并在肌肉与非肌肉环境中调控肌球蛋白和肌动蛋白结合蛋白的可及性。尽管原肌球蛋白具有核心调控作用，但不同原肌球蛋白同源物的丝长和亚型身份如何调节其对肌动蛋白的亲和力，尤其是在跨物种背景下，仍未得到完全理解。在此，我们提出了一种分步式计算对接流程，该流程结合了AlphaFold2-Multimer卷曲螺旋模型、实验支持的残基水平约束，以及通过PPCheck进行的伪能量分析，用于构建并评估三种亚型的肌动蛋白-原肌球蛋白共聚合物模型：人TPM1（hTPM1；284个残基）、人TPM4（hTPM4；248个残基）和裂殖酵母Cdc8（SpCdc8；161个残基）。 界面能量学分析揭示出一个一致的层级关系：最短的丝状体SpCdc8能够形成最具稳定作用且残基接触最丰富的肌动蛋白相互作用，这与沿肌动蛋白螺旋累积几何惩罚的减小相一致。在人源亚型中，hTPM1与肌动蛋白形成的界面强于hTPM4。hTPM1-肌动蛋白模型还表现出更高的接触密度和额外的能量热点，这与实验上已证实的TPM1亚型在肌动蛋白丝上的交换动力学较TPM4更慢的现象一致。热点定位鉴定出在三种亚型中处于等效位置的保守酸性残基，强调了静电锚定位点在不同进化背景下维持界面完整性的重要性。 对四种温度敏感型SpCdc8突变（A18T、R21H、E31K和E129K）的建模显示，这些替换显著降低了卷曲螺旋二聚体的稳定性，但并未明显影响其与肌动蛋白的相互作用，这提示微妙的调控失效源于纵向纤维连续性的受损，而非肌动蛋白亲和力的直接丧失。总体而言，我们的结果支持一种分层模型：在原肌球蛋白二聚体稳定性及肌动蛋白-原肌球蛋白识别中，丝长为界面稳定性施加了几何学基线，而亚型特异性的序列进化则在此基础上叠加了功能调谐。我们研究的原肌球蛋白同源物似乎保留了保守的静电热点，从而在不同组织和生物体之间提供了共同的结构支架。
mini{at}ncbs.res.in
摘要 信息/历史 指标 补充材料 预览 PDF
摘要 原肌球蛋白是沿肌动蛋白丝以头尾相接方式聚合的卷曲螺旋二聚体。它们稳定不同的丝状群体，并在肌肉和非肌肉环境中调控肌球蛋白及肌动蛋白结合蛋白的可及性。尽管其具有核心调控作用，但不同原肌球蛋白同源物的丝长和亚型身份如何调节其对肌动蛋白的亲和力，尤其是在跨物种背景下，仍未被完全理解。在此，我们提出了一种分步计算对接流程，结合 AlphaFold2-Multimer 卷曲螺旋模型、实验支持的残基水平约束以及通过 PPCheck 进行的伪能分析，以构建并评估三种亚型的人肌动蛋白-原肌球蛋白共聚物模型：人 TPM1（hTPM1；284 个残基）、人 TPM4（hTPM4；248 个残基）和裂殖酵母 Cdc8（SpCdc8；161 个残基）。界面能量学分析揭示出一致的层级关系：最短的丝状体 SpCdc8 形成了最稳定且残基最丰富的肌动蛋白接触，这与沿肌动蛋白螺旋的累积几何惩罚较低相一致。在人源亚型中，hTPM1 与肌动蛋白形成的界面强于 hTPM4。hTPM1-肌动蛋白模型还表现出更高的接触密度和额外的能量热点，这与实验上已证实的 TPM1 亚型在肌动蛋白丝上相较于 TPM4 具有更慢交换动力学的现象一致。热点定位表明，三种亚型在对应位置上均存在保守的酸性残基，强调了静电锚定位点在不同进化背景下维持界面完整性的重要性。对四种温度敏感型 SpCdc8 突变（A18T、R21H、E31K 和 E129K）的建模显示，这些取代显著削弱了卷曲螺旋二聚体的稳定性，但并未明显影响其与肌动蛋白的相互作用，这提示细微的调控失效源于纵向缆索连续性的受损，而非肌动蛋白亲和力的直接丧失。综合来看，我们的结果支持一种分层模型，用于解释原肌球蛋白二聚体稳定性以及肌动蛋白-原肌球蛋白识别：丝长为界面稳定性施加了一个几何学基线，而亚型特异性的序列进化则在其上叠加了功能性调谐。我们研究的原肌球蛋白同源物似乎保留了保守的静电热点，从而在不同组织和生物体之间提供了共同的结构支架。
利益冲突声明 版权 本预印本的。 本文依据 CC-BY-NC 4.0 国际许可协议 提供。
返回顶部 上一页 下一页
发表于 2026 年 7 月 10 日。
下载 PDF 补充材料 电子邮件
感谢您有兴趣帮助传播 bioRxiv 的内容。 您的电子邮件 * 您的姓名 * 发送至 * 请输入多个地址，每行一个，或用逗号分隔。
您将要通过电子邮件发送以下内容 《肌动蛋白-原肌球蛋白界面的比较建模》
邮件主题 （您的姓名）已从 bioRxiv 转发了一个页面给您
邮件正文 （您的姓名）认为您可能希望查看 bioRxiv 网站上的此页面。
您的个人留言
验证码 此问题用于测试您是否为人类访客，并防止自动垃圾信息提交。
分享 《肌动蛋白-原肌球蛋白界面的比较建模》
Revathy Menon ， MOHAN BALASUBRAMANIAN ， Ramanathan Sowdhamini
bioRxiv 2026.07.06.736648； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.06.736648
分享本文： 复制
引文工具
《肌动蛋白-原肌球蛋白界面的比较建模》 Revathy Menon ， MOHAN BALASUBRAMANIAN ， Ramanathan Sowdhamini
bioRxiv 2026.07.06.736648； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.06.736648
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.06.736648v1?rss=1
🏷️ 肌动蛋白 原肌球蛋白 蛋白质对接 界面能量学 卷曲螺旋 比较建模