植物α-微管蛋白的硝化酪氨酸化:影响细胞过程的潜在机制

3-硝基酪氨酸是游离酪氨酸与一氧化氮相互作用的产物，其特征是通过微管蛋白-酪氨酸连接酶翻译后并入α-微管蛋白分子的羧基端，类似于未修饰的酪氨酸残基。然而，与酶调节的酪氨酸/脱酪氨酸循环不同，α-微管蛋白c端硝基酪氨酸转化是不可逆的。α-微管蛋白的硝基酪氨酸化导致动物细胞形态和微管组织发生改变，细胞功能丧失，胞浆动力蛋白在细胞内重新分布。由于植物细胞内硝基酪氨酸化尚未被研究，我们的研究目的是重建硝基酪氨酸化的植物α-微管蛋白的空间结构，并建立这种翻译后修饰影响细胞过程的可能机制的模型。

α-微管蛋白c端区域的最后10-12个氨基酸残基与分子的主要部分不同，形成了一个自由振荡的尾巴，可以看作是一个单独的结构域。鹅草去酪氨酸、酪氨酸和硝基酪氨酸的空间结构重建结果(牛筋面(l)α-微管蛋白的形成及其行为研究表明，这些修饰极大地改变了柔性α-微管蛋白c端结构域的迁移水平。我们发现酪氨酸作用大大增加了c端迁移率(见图)1)．

鹅草α-微管蛋白c端不同允许构象的建模:一个。Detyrosinated分子;B．Tyrosinated分子;C．Nitrotyrosinated分子

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组成该区域的氨基酸残基坐标的均方根偏差(RMSD)从去氨基糖苷形式的0.48 A增长到酪氨酸化α-微管蛋白的0.55 A，这是基于500 ps区间的分子波动轨迹计算的。这些结果与去糖苷化α-微管蛋白在长时间存活的微管中占优势的数据有关反之亦然．由于硝化酪氨酸加入到c端，酪氨酸/去酪氨酸循环的破坏应该导致短时间活微管优于长时间活微管。需要注意的是，硝基酪氨酸化端比酪氨酸化的端流动性低，但比去酪氨酸化的端流动性高。在最后一种情况下，RMSD是0.52 À。它可以导致具有一定“中间”寿命的微管的出现，从而改变细胞中的微管组织。

已知微管蛋白c端区域负责与结构和运动map的相互作用。结合上述α-微管蛋白硝基酪氨酸化后细胞质动力蛋白再分配的数据，我们推测硝基酪氨酸化可能影响微管蛋白- map识别和相互作用的过程。我们模拟α-微管蛋白与动力蛋白重链mt结合域相互作用的结果证实了这一假设。高含量的二羧基氨基酸残基，特别是谷氨酸残基，是两种微管蛋白亚基c端灵活的标志。它必须与存在的必要性相关，在动力蛋白mt结合域结构中，表面富集了二酯氨基酸残基。由Lys3148、Lys3151、Lys3154、Lys3155、Arg3162、Lys3287、Lys3300、Arg3327、Lys3328残基形成的动力蛋白mt结合域表面与该因子相对应。表面两侧有Asp3144、Asp3146和Asp3320、Asp3321残基。硝基酪氨酸中包含的硝基具有额外的负电荷，这在动力蛋白-微管蛋白相互作用中并不典型，它位于靠近侧翼残基的位置。这一位置导致动力蛋白接触面与α-微管蛋白c端区域之间的亲和力强烈下降。