DEER/PELDORで観察されたE. coli細胞の膜トランスポーターのリガンド誘発型変化

科学分野:

• 構造生物学
• バイオ物理学
• 膜タンパク質の研究

背景:

• 細胞環境内の膜タンパク質の高解像度構造と形状の変化を決定することは依然として課題です.
• パルス電子対電子二重共振 (PELDOR) は,浄化された膜タンパク質複合体の構成変化を監視するのに有効です.
• 現在の方法はしばしば洗剤の抽出,浄化,再構成を必要とし,これはタンパク質の構造と機能を変化させる可能性があります.

研究 の 目的:

• 細胞内の膜タンパク質の構造変化を観察するためにPELDORを使用する可能性を実証する.
• 外膜タンパク質の固有の細胞文脈での特定のラベリング戦略を開発する.
• コバラミントランスポーターBtuBのリガンド誘発型変化を特徴付ける.

主な方法:

• 無傷のEscherichia coli細胞にパルス電子二重共振 (PELDOR) を使った.
• 外膜タンパク質の反応性システインの欠如と周辺プラズマのスピンラベルの選択的減少を利用した選択的ラベル化戦略を開発した.
• コバラミンのトランスポーターBtuBは,第2の細胞外ループの形状の変化を監視するために,特にラベル付けされています.

主要な成果:

• 無傷の細菌細胞内の膜タンパク質 (BtuB) の構造変化を観察するためのPELDORを成功裏に実証した.
• BtuBの第2の細胞外ループにおけるリガンド結合誘発型変異の特徴
• PELDORのデータは高解像度結晶構造と一致し,細胞内アプローチを検証した.

結論:

• この研究は,膜タンパク質の細胞内PELDOR研究の最初の概念証明を示しています.
• 開発された方法は洗剤処理と浄化を避け,ネイティブの細胞環境を保ちます.
• このアプローチは,外膜タンパク質の構造,機能,相互作用を高解像度で研究するための新しい道を開きます.