Granulins (GRN 1‐7) are short (~6 kDa), cysteine‐rich proteins that are generated upon the proteolytic processing of progranulin (PGRN). These peptides, along with their precursor, have been implicated in multiple pathophysiological roles, especially in neurodegenerative diseases. Previously we showed that GRN‐3 and GRN‐5 are fully disordered in the reduced form implicating redox sensitive attributes to the proteins. Redox‐based modulations are often carried out by metalloproteins in mitigating oxidative stress and maintaining metal‐homeostasis within cells. To probe whether GRNs play a role in metal sequestration, we tested the metal binding propensity of the reduced forms of GRNs −3 and − 5 under neutral and acidic pH mimicking cytosolic and lysosomal conditions, respectively. We found, at neutral pH, both GRNs selectively bind Cu and no other divalent metal cations, with a greater specificity for Cu(I). Binding of Cu did not result in a disorder‐to‐order structural transition but partly triggered the multimerization of GRNs via uncoordinated cystines at both pH conditions. Overall, the results indicate that GRNs −3 and − 5 have surprisingly strong affinity for Cu in the pM range, comparable to other known copper sequestering proteins. The results also hint at a potential of GRNs to reduce Cu(II) to Cu(I), a process that has significance in mitigating Cu‐induced ROS cytotoxicity in cells. Together, this report uncovers metal‐coordinating property of GRNs for the first time, which may have profound significance in their structure and pathophysiological functions.

中文翻译：

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颗粒蛋白是铜螯合蛋白质吗？

颗粒蛋白 (GRN 1-7) 是短的 (~6 kDa)、富含半胱氨酸的蛋白质，在颗粒蛋白前体 (PGRN) 的蛋白水解加工过程中产生。这些肽及其前体与多种病理生理作用有关，尤其是在神经退行性疾病中。之前我们发现 GRN-3 和 GRN-5 以还原形式完全无序，这意味着蛋白质的氧化还原敏感性属性。基于氧化还原的调节通常由金属蛋白进行，以减轻氧化应激和维持细胞内的金属稳态。为了探究 GRNs 是否在金属螯合中发挥作用，我们分别在模拟细胞溶质和溶酶体条件的中性和酸性 pH 值下测试了 GRNs -3 和 -5 还原形式的金属结合倾向。我们发现，在中性 pH 值下，两种 GRN 都选择性地结合 Cu 而没有其他二价金属阳离子，对 Cu(I) 具有更高的特异性。Cu的结合不会导致无序结构转变，但在两种pH条件下通过不协调的胱氨酸部分触发了GRNs的多聚化。总体而言，结果表明 GRN -3 和 - 5 在 pM 范围内对 Cu 具有惊人的强亲和力，与其他已知的铜螯合蛋白相当。该结果还暗示 GRN 有可能将 Cu(II) 还原为 Cu(I)，这一过程对于减轻 Cu 诱导的细胞 ROS 细胞毒性具有重要意义。总之，本报告首次揭示了 GRN 的金属配位特性，这可能对其结构和病理生理功能具有深远的意义。Cu的结合不会导致无序结构转变，但在两种pH条件下通过不协调的胱氨酸部分触发了GRNs的多聚化。总体而言，结果表明 GRN -3 和 - 5 在 pM 范围内对 Cu 具有惊人的强亲和力，与其他已知的铜螯合蛋白相当。该结果还暗示 GRN 有可能将 Cu(II) 还原为 Cu(I)，这一过程对于减轻 Cu 诱导的细胞 ROS 细胞毒性具有重要意义。总之，本报告首次揭示了 GRN 的金属配位特性，这可能对其结构和病理生理功能具有深远的意义。Cu的结合不会导致无序结构转变，但在两种pH条件下通过不协调的胱氨酸部分触发了GRNs的多聚化。总体而言，结果表明 GRN -3 和 - 5 在 pM 范围内对 Cu 具有惊人的强亲和力，与其他已知的铜螯合蛋白相当。该结果还暗示 GRN 有可能将 Cu(II) 还原为 Cu(I)，这一过程对于减轻 Cu 诱导的细胞 ROS 细胞毒性具有重要意义。总之，本报告首次揭示了 GRN 的金属配位特性，这可能对其结构和病理生理功能具有深远的意义。结果表明，GRNs -3 和 -5 在 pM 范围内对 Cu 具有惊人的强亲和力，与其他已知的铜螯合蛋白相当。该结果还暗示 GRN 有可能将 Cu(II) 还原为 Cu(I)，这一过程对于减轻 Cu 诱导的细胞 ROS 细胞毒性具有重要意义。总之，本报告首次揭示了 GRN 的金属配位特性，这可能对其结构和病理生理功能具有深远的意义。结果表明，GRNs -3 和 -5 在 pM 范围内对 Cu 具有惊人的强亲和力，与其他已知的铜螯合蛋白相当。该结果还暗示 GRN 有可能将 Cu(II) 还原为 Cu(I)，这一过程对于减轻 Cu 诱导的细胞 ROS 细胞毒性具有重要意义。总之，本报告首次揭示了 GRN 的金属配位特性，这可能对其结构和病理生理功能具有深远的意义。