スレオニン77は、大西洋サケに最も多く存在するトロポミオシンのアイソフォームの低温条件付けの決定因子である

Threonine-77 is a determinant of the low temperature conditioning of the most abundant isoform of tropomyosin in Atlantic salmon.

• Anthonydura Madhushika M Silva
• Tolulope Ige
• Charitha L Goonasekara
• David H Heeley

抄録

アトランティックサーモンSalmo salarは10℃未満の温度で生存しています。主な骨格筋は、哺乳類のホモログと92％以上同一であるトロポミオシンの単一アイソフォーム（分類Tpm1α-fast）で構成されています。サケのTpm1がどのように柔軟性を維持するかは、唯一のフルチャージ置換を逆にすることによって研究されています; サケではスレオニン77（g）、他の脊椎動物ではリジン。突然変異（Thr-77からLysへの変異）は、既知の不安定化アラニンクラスター内にある。(i)アニオン性洗剤の非存在下でも存在下でも有用な電気泳動シフトが得られます。(ii)両方の協同的遷移（カロリメトリ、0.1M塩、pH 7）のTmsを増加させます：35℃（マイナー）と44℃（メジャー）、∆Tm1 5oC、∆Tm2 3.5oC; (iii)を増加させます。5oC; (iii) CN1AのTm(残基11-127)を53oC、∆Tm 13oC、マンマリアンCN1Aの値に類似した値に増加させる; (iv) Leu-169でのタンパク質分解の速度を著しく減少させ、(v) サケTpm1のトロポニン-セファロースに対する親和性を弱める。Lys-77(g)の鎖間イオン性パートナーであるGlu-82(e)は保存されている。この遺伝子座でのイオン間相互作用の変化は、アクチン周期5（残基166-207）およびそれ以降で感知されると考えられている。野生型（アセチル化）サケTmp1は22℃よりも4℃でF-アクチンとより強固に結合し、哺乳類の相同体によって表示されている長い間知られている関係とは反対である。これらの証拠はすべて、中性の77番目のアミノ酸の存在がサケTpm1の中間領域を含む大部分を不安定化させることを示している。スレオニン-７７は、寒冷誘導硬直の危険から細いフィラメントを救うための重要な因子である。

The Atlantic salmon Salmo salar survives in temperatures that are < 10 oC. The main skeletal muscle is composed of a single isoform of tropomyosin (classification Tpm1 alpha-fast) that is > 92% identical to the mammalian homologue. How salmon Tpm1 maintains flexibility is investigated by reversing the only full charge substitution; threonine-77(g) in salmon, lysine in other vertebrates. The mutation (Thr-77 to Lys), which falls within a known destabilizing alanine cluster: (i) yields a useful electrophoretic shift in both the absence and presence of anionic detergent; (ii) increases the Tms, of both cooperative transitions (calorimetry, 0.1M salt, pH 7): 35oC (minor) and 44oC (major), ∆Tm1 5oC , ∆Tm2 3.5oC; (iii) increases the Tm of CN1A (residues 11-127) to 53 oC, ∆Tm 13oC, a value similar to that of mamma-lian CN1A; (iv) markedly reduces the rate of proteolysis at Leu-169 and (v) weakens the affinity of salmon Tpm1 for troponin-Sepharose. Glu-82(e) the inter-strand ionic partner of Lys-77(g) is conserved. The change in ionic interac-tions at this locus is postulated to be 'sensed' in actin period 5 (residues 166-207) and likely beyond. Wild type (acetylated) salmon Tmp1 binds more tightly to F-actin at 4oC than 22oC, opposite to the long-known relationship displayed by the mammalian homologue. All of the evidence indicates that the presence of a neutral 77th amino acid destabilizes a sizeable portion of salmon Tpm1 that includes the mid-region. Threonine-77 is a key factor in rescuing the thin filament from the peril of cold-induced rigidity.