Conformational Dynamics of the Helix 10 Region as an Allosteric Site in Class A beta-Lactamase Inhibitory Binding

氢氘交换质谱揭示A型β-内酰胺酶与其抑制蛋白结合的关键变构位点

来源：JACS

IF：15.8

摘要：β-内酰胺酶抑制蛋白 (BLIP) 可以有效地灭活 A 类β-内酰胺酶，但其效力程度非常不同。了解 BLIP 在 A 类 β-内酰胺酶抑制中的不同作用可以为抑制剂设计提供见解。然而，基于通过 X 射线晶体学获得的静态结构，这个问题没有得到很好的解决。在这项工作中，离子迁移质谱、氢-氘交换质谱和分子动力学模拟揭示了三种 A 类β-内酰胺酶的构象动力学，BLIP 具有不同的抑制效率。与 TEM1 和 SHV1 的构象相比，PC1 的构象更加扩展。局部动力学在几个重要的环路区域有所不同，即突出环路、H10 环路、Omega 环路和 SDN 环路。与 BLIP 绑定后，这些环协同重排以增强结合界面并使催化位点失活。特别是，在 SHV1 和 PC1 的突出环中发现构象动力学的不利变化，显示出较低的有效结合。有趣的是，BLIP 上的单突变可以补偿该区域的不利变化，从而对 SHV1 和 PC1 表现出增强的抑制作用。此外，H10 区域被揭示为一个重要的变构位点，可以调节 A 类β-内酰胺酶的抑制作用。有人提出刚性突出环和柔性 H10 区域可能是有效抑制 TEM1 的决定因素。我们的发现为β-内酰胺酶的构象动力学及其与BLIP的结合提供了独特而明确的见解。