Cu(II) EPR Reveals Two Distinct Binding Sites and Oligomerization of Innate Immune Protein Calgranulin C


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

S100A12 or Calgranulin C is a homodimeric antimicrobial protein of the S100 family of EF-hand calcium-modulated proteins. S100A12 is involved in many diseases such as inflammation, tumor invasion, cancer and neurological disorders such as Alzheimer’s disease. The binding of transition metal ions to the protein is important as the sequestering of the metal ion induces conformational changes in the protein, inhibiting the growth of various pathogenic microorganisms. In this work, we probe the Cu2+ binding properties of Calgranulin C. We demonstrate that the two Cu2+ binding sites in Calgranulin C show different coordination environments in solution. Continuous wave-electron spin resonance (CW-ESR) spectra of Cu2+-bound protein clearly show two distinct components at higher Cu2+:protein ratios, which is indicative of the two different binding environments for the Cu2+ ions. The g|| and A|| values are also different for the two components, indicating that the number of directly coordinated nitrogen in each site differs. Furthermore, we perform CW-ESR titrations to obtain the binding affinity of the Ca2+-loaded protein to Cu2+ ions. We observe a positive cooperativity in binding of the two Cu2+ ions. To further probe the Cu2+ coordination, we also perform electron spin echo envelope modulation (ESEEM) experiment. We perform ESEEM at two different fields where one Cu2+ binding site dominates the other. At both sites we see distinct signatures of Cu2+–histidine coordination. However, we clearly see that the ESEEM spectra corresponding to the two Cu2+ binding sites are significantly different. There is clear change in the intensity of the double quantum peak with respect to the nuclear quadrupole interaction peak at the two different fields. Furthermore, ESEEM along with hyperfine sublevel correlation show that only one of the two Cu2+ binding sites has backbone coordination, confirming our previous observation. Finally, we perform double electron–electron resonance spectroscopy to probe if the difference in binding environment is due to the Cu2+ binding to different sites in the protein. We obtain a distance distribution with a sharp peak at ~ 3 nm and a broad peak at ~ 4 nm. The shorter distance agrees with the Cu2+–Cu2+ distance expected for a dimer from the crystal structure. The longer distance is consistent with the Cu2+–Cu2+ distance when oligomerization occurs.

Об авторах

Shreya Ghosh

Department of Chemistry, University of Pittsburgh

Email: sksaxena@pitt.edu
США, Pittsburgh, PA, 15260

Velia Garcia

Department of Chemistry, Fisk University; Department of Biochemistry and Center for Structural Biology, Vanderbilt University

Email: sksaxena@pitt.edu
США, Nashville, TN, 32708; Nashville, TN, 37232

Kevin Singewald

Department of Chemistry, University of Pittsburgh

Email: sksaxena@pitt.edu
США, Pittsburgh, PA, 15260

Steven Damo

Department of Chemistry, Fisk University; Department of Biochemistry and Center for Structural Biology, Vanderbilt University

Автор, ответственный за переписку.
Email: sdamo@fisk.edu
ORCID iD: 0000-0002-1483-7712
США, Nashville, TN, 32708; Nashville, TN, 37232

Sunil Saxena

Department of Chemistry, University of Pittsburgh

Автор, ответственный за переписку.
Email: sksaxena@pitt.edu
ORCID iD: 0000-0001-9098-6114
США, Pittsburgh, PA, 15260

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Springer-Verlag GmbH Austria, part of Springer Nature, 2018

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».