活神经元中配体定向酰基咪唑化学标记 AMPA 受体的分子基础

内容形式：摘要译文

在复杂生物环境中合理设计共价蛋白标记试剂，需要从分子层面理解蛋白质微环境如何调控化学反应性；然而，仅凭实验方法仍难以揭示这类机制细节。在活体神经元中，配体导向酰基咪唑（LDAI）化学已被用于标记 AMPA 受体，作为一种无痕、基于亲和力的蛋白质标记方法。尽管实验室已对 LDAI 标记试剂进行优化，但其与蛋白质相互作用的原子层面细节及其潜在机制仍不清楚。本研究结合量子力学（QM）计算与分子动力学（MD）模拟，提出了 LDAI 试剂标记 AMPA 受体的详细反应机制，并阐明蛋白质微环境如何调控其反应性。尽管 Lys 残基在生理 pH 条件下通常处于质子化状态，因此在水中的亲核性较低，但我们的 QM 结果表明，与 Ser 或水发生竞争反应相比，Lys 标记在能量上更有利。MD 模拟显示，PFQX——LDAI 试剂的前体——以拮抗剂的形式动态结合于 GluA2 AMPA 受体，并诱导构象变化，进而重塑酰基咪唑（AI）反应基团的局部环境；这凸显了配体身份对标记结果的显著影响。我们还发现了分子内和分子间氢键网络，这些网络可能有助于进一步固定并预组织 LDAI 试剂。此外，探针的化学性质会影响其与配体结合结构域（LBD）的相互作用，为此前实验观察到的配体依赖性荧光响应提供了一种合理解释。综上，我们的研究结果确立了利用……的设计原则。

用于 LDAI 试剂理性设计的试剂几何构型与结合口袋氢键网络

关键词：配体定向酰基咪唑标记 · AMPA受体 · 共价蛋白质标记 · 量子力学计算 · 分子动力学模拟 · 蛋白质微环境

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.31.748281v1?rss=1