Обзор структуры 7FRO

Введение

В базе данных PDB под идентификатором 7FRO находится каталитический домен цепи А тирозиновой протеинфосфатазы нерецепторного типа 1 (Tyrosine-protein phosphatase non-receptor type 1, PTPN1). Это мономерная цитозольная фосфатаза человека (H. sapiens), участвует в различных физиологических процессах (иммунный ответ, рост и дифферецировка клеток и т.д.) и является важным регулятором в сигнальных путях инсулина и лептина, с чем связана её критическая роль в патогенезе сахарного диабета II типа. Она входит в семейство протеинтирозинфосфатаз, которые катализируют реакцию дефосфорилирования остатков тирозина своих белковых-субстратов [1]. PTPN1 действует как регулятор реакции эндоплазматического ретикулума на неправильное сворачивание белка (через дефосфорилирование EIF2AK3/PERK), регулирует сигнальный путь EFNA5-EPHA3 и сигнальный путь рецептора фактора роста гепатоцитов [2].

Структура в целом

PTPN1 представляет собой мономерный белок (цепь А) из 435 аминокислот, состоящий из 3 доменов: одного N-концевого каталитического домена PTP, богатого пролином некаталитического регуляторного домена и C-концевого домена клеточной локализации (Рис. 1). В последовательности из базы данных PDB 7FRO наблюдаются 2 инженерные мутации, отличающие её от референса из базы данных Uniprot (ID P18031) [3].

Рис. 1. Структура тирозиновой протеинфосфатазы нерецепторного типа 1

Вторичная структура

Каталитический домен образован альфа-спиралями, бета-листом и неупорядоченными участками с первичной структурой.

Рис. 2. Вторичная структура тирозиновой протеинфосфатазы нерецепторного типа 1

Участки вторичной структуры уложены в типе альфа+бета (альфа+бета+альфа), внутри центрального бета-листа - альфа/бета. Альфа-спиралей всего 8: 3 в C-концевой части (оранжевый), 3 в - N-концевой (красный) и 2 интеркалярно внутри центрального бета-листа (синий).

Рис. 3. Укладка альфа-спиралей и бета-листов тирозиновой протеинфосфатазы нерецепторного типа 1

Центральный бета-лист смешанный - состоит из 8 бета тяжей, формирующих 3 участка - 2 крайних антипараллельных (N-концевой - фиолетовый, C-концевой - бежевый) и центральный параллельный (зеленый).

Рис. 4. Структура центрального бета-листа тирозиновой протеинфосфатазы нерецепторного типа 1 (красным отмечены водородные связи)

Малые молекулы

В структуре фермента присутствуют 2 типа малых молекул: 2-амино-гидроксиметил-пропан-1,3-диол (2-AMINO-2-HYDROXYMETHYL-PROPANE-1,3-DIOL, TRS), поддерживающий pH для кристаллизации белка и 2-(тиофен-2-ил)-1H-имидазол (2-(thiophen-2-yl)-1H-imidazole, JG4), который является одним из субстратов фермента и необходим для моделирования работы активного центра фермента. Также в записи присутсвуют молекулы воды (HOH, Water), которые участвуют в образовании водородных связей.

Рис. 5. Взаимодействия 2-(тиофен-2-ил)-1H-имидазола с аминокислотными остатками тирозиновой протеинфосфатазы нерецепторного типа 1
Рис. 6. Взаимодействия 2-амино-гидроксиметил-пропан-1,3-диола с аминокислотными остатками тирозиновой протеинфосфатазы нерецепторного типа 1

Сопроводительные материалы

  1. Список малых молекул

Список литературы

  1. Andrea Coronell-Tovar, Juan P. Pardo, Adela Rodríguez-Romero, Alejandro Sosa-Peinado, Luz Vásquez-Bochm, Patricia Cano-Sánchez, Laura Iliana Álvarez-Añorve, Martin González-Andrade. Protein tyrosine phosphatase 1B (PTP1B) function, structure, and inhibition strategies to develop antidiabetic drugs. 09 May 2024. https://doi.org/10.1002/1873-3468.14901
  2. UniProt Consortium. (2024). P18031 · PTN1_HUMAN. UniProt. Получено 3 марта, 2026 https://www.uniprot.org/uniprotkb/P18031/entry
  3. Tamar Skaist MehlmanJustin T BielSyeda Maryam AzeemElliot R NelsonSakib HossainLouise DunnettNeil G PatersonAlice DouangamathRomain TalonDanny AxfordHelen OrinsFrank von DelftDaniel A Keedy (2023) Room-temperature crystallography reveals altered binding of small-molecule fragments to PTP1B eLife 12:e84632. https://doi.org/10.7554/eLife.84632