The Caenorhabditis elegans DAF-12 nuclear receptor: Structure, dynamics, and interaction with ligands

Autores
Alvarez, Lautaro Damian; Arroyo Mañez, Pau; Estrin, Dario Ariel; Burton, Gerardo
Año de publicación
2012
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
A structure for the ligand binding domain (LBD) of the DAF-12 receptor from Caenorhabditis elegans was obtained from the X-ray crystal structure of the receptor LBD from Strongyloides stercoralis bound to (25R)-Δ7-dafachronic acid (DA) (pdb:3GYU). The model was constructed in the presence of the ligand using a combination of Modeller, Autodock, and molecular dynamics (MD) programs, and then its dynamical behavior was studied by MD. A strong ligand binding mode (LBM) was found, with the three arginines in the ligand binding pocket (LBP) contacting the C-26 carboxylate group of the DA. The quality of the ceDAF-12 model was then evaluated by constructing several ligand systems for which the experimental activity is known. Thus, the dynamical behavior of the ceDAF-12 complex with the more active (25S)-Δ7-DA showed two distinct binding modes, one of them being energetically more favorable compared with the 25R isomer. Then the effect of the Arg564Cys and Arg598Met mutations on the (25R)-Δ7-DA binding was analyzed. The MD simulations showed that in the first case the complex was unstable, consistent with the lack of transactivation activity of (25R)-Δ7-DA in this mutant. Instead, in the case of the Arg598Met mutant, known to produce a partial loss of activity, our model predicted smaller effects on the LBM with a more stable MD trajectory. The model also showed that removal of the C-25 methyl does not impede the simultaneous strong interaction of the carboxylate with the three arginines, predicting that 27-nor-DAs are putative ceDAF-12 ligands. © 2012 Wiley Periodicals, Inc.
Fil: Alvarez, Lautaro Damian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad de Microanálisis y Métodos Físicos en Química Orgánica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Unidad de Microanálisis y Métodos Físicos en Química Orgánica; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Orgánica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina
Fil: Arroyo Mañez, Pau. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad de Microanálisis y Métodos Físicos en Química Orgánica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Unidad de Microanálisis y Métodos Físicos en Química Orgánica; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Orgánica; Argentina
Fil: Estrin, Dario Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Orgánica; Argentina
Fil: Burton, Gerardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad de Microanálisis y Métodos Físicos en Química Orgánica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Unidad de Microanálisis y Métodos Físicos en Química Orgánica; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Orgánica; Argentina
Materia
C. Elegans
Dafachronic Acid
Molecular Dynamics
Nuclear Receptor, Daf-12
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
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The quality of the ceDAF-12 model was then evaluated by constructing several ligand systems for which the experimental activity is known. Thus, the dynamical behavior of the ceDAF-12 complex with the more active (25S)-Δ7-DA showed two distinct binding modes, one of them being energetically more favorable compared with the 25R isomer. Then the effect of the Arg564Cys and Arg598Met mutations on the (25R)-Δ7-DA binding was analyzed. The MD simulations showed that in the first case the complex was unstable, consistent with the lack of transactivation activity of (25R)-Δ7-DA in this mutant. Instead, in the case of the Arg598Met mutant, known to produce a partial loss of activity, our model predicted smaller effects on the LBM with a more stable MD trajectory. The model also showed that removal of the C-25 methyl does not impede the simultaneous strong interaction of the carboxylate with the three arginines, predicting that 27-nor-DAs are putative ceDAF-12 ligands. © 2012 Wiley Periodicals, Inc.Fil: Alvarez, Lautaro Damian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad de Microanálisis y Métodos Físicos en Química Orgánica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Unidad de Microanálisis y Métodos Físicos en Química Orgánica; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Orgánica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. 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