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タイトルCovalent inhibition of hAChE by organophosphates causes homodimer dissociation through long-range allosteric effects.
ジャーナル・号・ページJ Biol Chem, Vol. 297, Issue 3, Page 101007, Year 2021
掲載日2021年7月27日
著者Donald K Blumenthal / Xiaolin Cheng / Mikolai Fajer / Kwok-Yiu Ho / Jacqueline Rohrer / Oksana Gerlits / Palmer Taylor / Puneet Juneja / Andrey Kovalevsky / Zoran Radić /
PubMed 要旨Acetylcholinesterase (EC 3.1.1.7), a key acetylcholine-hydrolyzing enzyme in cholinergic neurotransmission, is present in a variety of states in situ, including monomers, C-terminally disulfide- ...Acetylcholinesterase (EC 3.1.1.7), a key acetylcholine-hydrolyzing enzyme in cholinergic neurotransmission, is present in a variety of states in situ, including monomers, C-terminally disulfide-linked homodimers, homotetramers, and up to three tetramers covalently attached to structural subunits. Could oligomerization that ensures high local concentrations of catalytic sites necessary for efficient neurotransmission be affected by environmental factors? Using small-angle X-ray scattering (SAXS) and cryo-EM, we demonstrate that homodimerization of recombinant monomeric human acetylcholinesterase (hAChE) in solution occurs through a C-terminal four-helix bundle at micromolar concentrations. We show that diethylphosphorylation of the active serine in the catalytic gorge or isopropylmethylphosphonylation by the R enantiomer of sarin promotes a 10-fold increase in homodimer dissociation. We also demonstrate the dissociation of organophosphate (OP)-conjugated dimers is reversed by structurally diverse oximes 2PAM, HI6, or RS194B, as demonstrated by SAXS of diethylphosphoryl-hAChE. However, binding of oximes to the native ligand-free hAChE, binding of high-affinity reversible ligands, or formation of an S-sarin-hAChE conjugate had no effect on homodimerization. Dissociation monitored by time-resolved SAXS occurs in milliseconds, consistent with rates of hAChE covalent inhibition. OP-induced dissociation was not observed in the SAXS profiles of the double-mutant Y337A/F338A, where the active center gorge volume is larger than in wildtype hAChE. These observations suggest a key role of the tightly packed acyl pocket in allosterically triggered OP-induced dimer dissociation, with the potential for local reduction of acetylcholine-hydrolytic power in situ. Computational models predict allosteric correlated motions extending from the acyl pocket toward the four-helix bundle dimerization interface 25 Å away.
リンクJ Biol Chem / PubMed:34324828 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度9.0 Å
構造データ

EMDB-24404:
Covalent inhibition of hAChE by organophosphates causes homodimer dissociation through long-range allosteric effects
手法: EM (単粒子) / 解像度: 9.0 Å

由来
  • Homo sapiens (ヒト)

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万見文献について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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