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青島能源所研究人員闡明細胞內蛋白質折疊和解折疊動態性機制
2019-07-19 | 編輯: | 【 】| | 供稿部門:蛋白質設計研究組
    
   蛋白質發揮功能的原位環境是細胞,因此在細胞內開展蛋白質的結構和動力學研究對蛋白質功能的解析至關重要。細胞內大分子的濃度可以達到300-450g/L,擁擠的細胞環境可能會影響蛋白質的折疊,進而影響其功能。但是細胞環境如何影響蛋白質折疊過程目前并不很清晰。

  近日,青島能源所姚禮山研究員帶領的蛋白質設計研究組在細胞內蛋白質折疊研究方面取得新進展。該研究以IgG結合蛋白質GB3的兩個突變體MutX MutY(圖1)為研究體系,采用核磁共振技術,對其在細胞內的折疊態與解折疊態之間的構象交換進行了表征。結果表明蛋白在細胞內和緩沖溶液中的折疊和解折疊的動力學過程有較大差異(圖1),折疊態、解折疊態和過渡態的相對自由能受到了細胞環境的影響(圖2)。進一步研究表明,這一影響主要來自于細胞內的五級作用力,但這種作用力不足以改變蛋白質的折疊態和解折疊態的構象。該研究結果也表明離體條件下的蛋白質功能研究需要在細胞環境中進行獨立驗證。相關研究已發表于Journal of the American Chemical Society雜志上(JACS 2019, DOI: 10.1021/jacs.9b04435)。

  以上研究由蛋白質設計研究組姚禮山研究員主持完成,獲得國家重點研發計劃項目、國家自然科學基金、山東省自然科學基金和山東省泰山學者項目的支持。(文/ 宋鄉飛 陳景飛 姚禮山)

  1. GB3突變體 MutXMutY在細胞內和水溶液的折疊與解折疊構象交換動力學的比較

  2. GB3突變體 MutXMutY在不同條件下的自由能圖

  附錄:

  Xiangfei Song, Tianhang Lv, Jingfei Chen, Jia Wang, and Lishan Yao*, Characterization of Residue Specific Protein Folding and Unfolding Dynamics in Cells, Journal of the American Chemical Society, 2019 (DOI: 10.1021/jacs.9b04435)

  https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.9b04435

 
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