Gd3+スピンラベリングを用いたタンパク質のナノメートルスケールの距離測定
Alexey Potapov1, Hiromasa Yagi, Thomas Huber
1Department of Chemical Physics, Weizmann Institute of Science, Rehovot, 76100, Israel.
Journal of the American Chemical Society
|June 12, 2010
まとめ
高場電子パラマグネティック共振 (EPR) を使用してタンパク質のナノメートル距離を測定するためのガドリニウム (((3+)) (Gd3+) スピンラベルを導入します. Gd3+ラベリングは感度が向上し,指向選択の問題が回避され,タンパク質構造分析の有効な技術となります.
科学分野:
- バイオフィジックス 生物物理学
- 構造生物学 構造生物学とは
- スペクトロスコーピーは,スペクトロスコーピーを用います.
背景:
- タンパク質内のナノメートルスケールの距離を正確に測定することは,タンパク質の構造と機能を理解するために不可欠です.
- パルス電子パラマグネティック共振 (EPR) を用いた窒素酸化物を用いた従来のサイト・ディレクテッド・スピン・ラベリングは強力な技術ですが,感度と方向性の選択によって制限されることがあります.
研究 の 目的:
- タンパク質におけるナノメートル範囲の距離測定のための方法として,ガドリニウム (((3+) (Gd3+) スピンラベリングを導入し,評価する.
- 様々な磁場強度 (XバンドとWバンド) での二重電子電子共振 (DEER) を使用して,Gd3+ラベリングと伝統的な窒素酸化物ラベリングの性能を比較する.
主な方法:
- 開発されたGd3+スピンラベルは,タンパク質p75ICDとtau (C) のシステイン残基に共振的に結合したディピコリン酸から得られた14.
- Xバンドで4パルスダブル電子電子共振 (DEER) 測定を行った (約. 9.5GHz) とWバンド (95GHz) を利用しています.
- Gd3+または窒素酸化物スピンラベルで標識されたタンパク質から得られた距離分布の比較.
主要な成果:
- Gd3+ラベリングは,構造モデルと一致する距離分布を提供し,最大値は2.9 nm (p75ICD) と3.4 nm (tau(C) であった14.
- p75ICDでは,窒素酸化物ラベリングは2.5 nmでピークに達する距離分布をもたらし,Gd3+ラベリングは2.9 nmでピークを示した.
- tau(C) 14では,W帯の窒素酸化物測定は方向性の選択に苦しんでおり,W帯のGd3+ラベルは明確な距離情報 (ピークは3.4 nm) を提供していました.
結論:
- Gd3+スピンラベリングは,高フィールドパルスEPRを用いたタンパク質のナノメートルスケールの距離測定のための実行可能な技術です.
- Gd3+ラベル付けは,X帯の窒素酸化物EPRと比較して,感度が数桁向上しています.
- Gd3+ラベリングの重要な利点は,方向選択の本質的な欠如であり,特に高いフィールドでは,距離分布解析を簡素化します.


