两个研究地点，两个不同的故事：Cu(II)和Zn(II)与CusF结合过程中的序列驱动性差异

《Dalton Transactions》：Two sites, two stories: sequence-driven divergence in Cu(II) and Zn(II) binding to CusF

本研究探究CusF的金属结合特性，通过分析两种模拟肽与Cu2+、Zn2+的复合物，发现紧凑的His三联体（–HHH–）更稳定Cu2+，而分散His与Met结合位点偏好Zn2+，揭示了序列结构对金属选择性的调控作用。

　　

铜的稳态对细菌来说是一个微妙的平衡：铜对于呼吸作用至关重要，但过量则具有毒性。虽然CusCFBA外排系统能够将铜(I)从革兰氏阴性细胞中排出，但对于其周质伴侣蛋白CusF在氧化应激条件下如何应对铜(II)却知之甚少。本研究探讨了CusF的配位环境是否比之前认为的更具适应性，以及组氨酸之间的间距如何影响金属选择性。我们研究了两种模拟CusF金属结合域的肽：一种罕见的–HHH–基序（Ac-₂₂ANEHHHETMSE₃₂-NH₂）和一种富含组氨酸和金属的结合位点（Ac-₅₅TIHHDPIAAVNWPEMTMRFTITPQTKMSE₈₃-NH₂）。通过电位法、紫外-可见光谱、CD光谱、ESI-MS和稳态荧光技术对这两种肽与铜(II)和锌(II)形成的复合物进行了表征。在生理pH值下，这两种肽都能与铜(II)形成[1N_im, 2N^?]的供体配合物。–HHH–基序肽能更有效地稳定这些复合物，这可能是由于其紧凑的组氨酸三联体结构使得酰胺键能够更早参与结合。锌(II)通过三个咪唑供体与–HHH–基序肽结合，而富含组氨酸和金属的结合位点尽管只涉及两个咪唑，却表现出更高的锌(II)亲和力。荧光实验显示，金属会引发Ac-₅₅TIHHDPIAAVNWPEMTMRFTITPQTKMSE₈₃-NH₂中色氨酸附近的结构扰动，其中铜(II)引起的荧光淬灭效应更明显，红移也更大。与一种源自calcitermin的HxHxH肽相比，紧凑的组氨酸–HHH–簇结构能更好地稳定铜(II)，而间距较远的组氨酸则更有利于锌(II)的结合，这突显了序列结构对金属选择性的影响。