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3,5,3,-三碘-L-甲腺原氨酸(T3)在细胞分化、新陈代谢过程中都发挥着重要的作用。甲状腺分泌的T3通过主动转运进入细胞,在细胞质中与结合蛋白结合,经过转运蛋白进入细胞核并与细胞核受体作用,调控特定基因的转录。人类NADPH依赖的13结合蛋白,又称作μ-crystallin或CRYM,在调节细胞内T3浓度以及转移T3进入细胞核的过程中发挥至关重要的作用。CRYM与P.putidaOCD和AfulgidusAlaDH具有30%-40%的的序列同源性,暗示CRYM也可能具有脱氢酶活性,作为T3结合蛋白,CYRM可能改变T3的活性并具有影响分化和氧化应激反应的能力。先前研究表明人源CRYM不具有OCD和AlaDH酶活性,但2011年Halien等报道了通过MS/MS确认哺乳动物前脑酮亚胺还原酶为μ-crystallin,并确认人源μ-crystallin具有酮亚胺还原酶活性,证明了CRYM的脱氢酶活性。CRYM可能既作为结构蛋白,又作为酶或小分子结合蛋白。酮亚胺还原酶底物含硫环形酮亚胺具有影响神经功能的生物学活性,说明CYRM除了具有NADPH依赖的甲状腺素结合能力,更有可能通过其酮亚胺还原酶活性调节T3以及其他小分子的活性,进而影响多种生理过程。
人源CRYM与NADPH复合物2.6OA分辨率晶体结构已经解析(PDB访问号2199),为了更好的研究CRYM的结构和功能,我们采用不同的结晶条件生长了μ-crystallin晶体,并在上海光源收到了1.9OA分辨率的晶体数据,使用分子置换法解析了其相位并最终修正到1.9OA。通过与2199的结构比对,发现了与其结构的差异,修正了2199的结构。二聚化结构域由7个反平行p折叠修正为6个β折叠。NADPH结合结构域常见的Rossmann折叠花样相比2199少两个β折叠。由于CRYM证实具有酮亚胺还原酶活性,通过与同源蛋白P.putidaOCD和A.fulgidusAlaDH比对,分析了CRYM酮亚胺还原酶可能的底物结合位点和催化位点。NADPHpro-R面具有多个保守位点可能参与酮亚胺还原酶活性,其中R47、K75和R119可能为CRYM酮亚胺还原酶结合位点。CYRM中的酸碱催化作用基团可能为H92。B链81-89位残基在晶体结构中的缺失证实了loopEF的柔性以及在底物结合中可能发挥重要的作用。