TRADD-TRAF2 комплекс: структура (рентген) и роль в сигнальном комплексе TNFR1
Кристаллическая структура комплекса между TRADD-N и TRAF-доменом TRAF2 была определена при разрешении 2,0 A ( PDB 1F3V ) с использованием мультиволновой аномальной дифракции кристалла селенометионила. TRADD-N сложен в альфа- бета-сэндвич с четырехтяжевым бета-листом и шестью альфа-спиралями, каждая из которых образует один слой структуры ( Рисунок 1А ). Основная топология полипептида TRADD-N наблюдалась и в других структурах белков ( Orengo и Thornton, 1993 ). Однако, TRADD-N не обладает существенной гомологией по последовательности ни с одной из известных структур и в значительной степени воссоздан лишь с помощью половины остатков, совпадающих с таковыми его структурных гомологов.
В пространственном отношении домен TRAF TRAF2 сообщает 3-х мерную симметрию стехиометрически связанному TRADD-N ( Рисунки 1B и рис 1C ). TRAF-домен TRAF2 обладает грибовидной формой при проекции вдоль вертикально ориентированной оси, причем бета-домен подобен по форме шляпке, а альфа- спиральный домен - ножке ( Park ., 1999 ). Каждый TRADD-N контактирует только с одним протомером домена TRAF. Связывание осуществляется в районе бета-структурного домена (вне альфа-спирального домена). При этом взаимодействии TRADD-N с доменом TRAF по верхнему периметру "шляпки гриба" возникает крылоподобная структура ( Рисунок 1B ). 3-х мерная ось комплекса совпадает с кристаллографической 3-х мерной осью кристалла, что предполагает сохранение совершенной симметрии комплекса в растворе.
Комплекс TRADD-TRAF2 может располагаться в большом пострецепторном сигнальном комплексе TNFR1 и использоваться для определения локализации и степени удаленности сигнальных молекул ( Рисунок 1D ). Карбоксильный конец TRADD-N проецируется кверху и вне комплекса TRADD-TRAF2 при наблюдении в ориентации, показанной на рисунке 1B . Направление проекции указывает, вероятно, на возможную локализацию С-концевого домена смерти TRADD, непосредственно связывающегося с внутриклеточным доменом смерти TNFR1. Это фиксирует ориентацию комплекса относительно клеточной мембраны ( Рис 1B и рис 1D ). Домен смерти TRADD является главной платформой для набора других внутриклеточных сигнальных молекул, таких, как FADD для связывания и активации каспазы-8 и RIP для активации NF-kB . N-концевой эффекторный домен TRAF2 тоже, вероятно, обладает подходящим внутриклеточным расположением для вовлечения молекул, необходимых для активации JNK и NF-kB . Более того, альфа-спиральный домен TRAF2, являющийся ответственным за взаимодействие с cIAP , располагается, вероятно, вблизи активируемой FADD каспазы в сигнальном комплексе.
Двучленное взаимодействие TRADD-TRAF2 использует ту же поверхность TRAF2, но не обладает сходством со взаимодействиями TRAF2 и рецептора.
Поверхность взаимодействия между TRADD-N и TRAF-доменом TRAF2 обладает двойным контактом типа "гребень-желобок", обеспечивающих разделение взаимодействующей поверхности на две частично соединенных области
( Рис 2A, Рис 2B , Рис 2C ). Область I меньше по площади поверхности, но более гидрофобна. Она прерывается неглубокой открытой поверхностью бета-листа TRADD и "выпячиванием" поверхности TRAF2, образуемого бета7, с последующими петлей и связью между бета3 и бета4. Область II поверхности взаимодействия прерывается обладающим большим зарядом гребнем, образуемым остатками TRADD 143 - 149 петли EF и понижением уровня поверхности TRAF2, представленного тяжем бета6 и последующей петлей. Эта гидрофобная поверхность взаимодействия изобилует водородными связями и солевыми мостиками. В дополнение к этому, в указанном районе присутствуют множество опосредуемых молекулами воды взаимодействий и граница между областями I и II.
Область белок-белкового взаимодействия при контакте TRADD-TRAF2 занимает сходную поверхность на границе бета-сэндвича TRAF2 в сравнении с взаимодействиями TRAF2 и рецептора, определенными ранее ( McWhriter и др., 1999 , Park и др., 1999 , Ye и др., 1999 ).
Это указывает на конкурентную природу прямого и опосредованного вовлечения TRAF2 рецепторами надсемейства TNF. Однако, реальные молекулярные контакты TRAF2 с TRADD и рецепторами совершенно различны. Во всех шести различных комплексах типа "рецептор-TRAF2" пептиды рецептора проявляют расширенную конформацию главной цепи для образования дополнительного тяжа, примыкающего к границе бета-сэндвича TRAF2 посредством взаимодействий водородных связей главной цепи. Специфические взаимодействия боковой цепи определяют линейные мотивы связывания TRAF2, отсутствующие в последовательности TRADD.
Взаимодействие между TRADD и TRAF2 включает поверхность общей площадью 1500 кв. A, в противоположность меньшим по площади белок- пептидным контактам при взаимодействиях TRAF2 с рецептором. Небольшие конформационные настройки положений Cальфа-атомов TRAF2 ( 0,5-1,0 А ) существуют в пределах или непосредственно за пределами связывающего участка TRADD, поскольку в связанных с рецептором структурах TRAF2 не наблюдалось существенных локальных конформационных изменений. В обоих случаях общие структурные наложения между структурами связанного и нескольких свободных TRAF-доменов TRAF2 способствовали возникновению множества отклонений главной цепи, аналогичных наблюдаемым у различных кристаллических форм TRAF2 вариациям. Пептиды рецептора претерпевают, вероятно, существенные конформационные изменения при связывании с TRAF2 ( Ye и Wu, 2000 ). Мы полагаем, что TRADD-N (особенно EF-петля) также может претерпевать определенные конформационные перестройки при связывании TRAF2, основанные на относительной нестабильности TRADD-N в изолированном состоянии.
