分裂インテインの分子認識と折り畳みの非典型的メカニズム

Adam J Stevens¹, Giridhar Sekar², Josef A Gramespacher¹

¹Department of Chemistry, Frick Laboratory , Princeton University , Princeton , New Jersey 08544 , United States.

Journal of the American Chemical Society

|August 30, 2018

まとめ

分割されたインテインは,トランスでタンパク質のスプライシングを可能にします. 新しい研究では,非典型的な分裂インテインが,水害性相互作用によって引き起こされる乱れから秩序への移行を通じて結合することを明らかにし,タンパク質工学への洞察を提供している.

科学分野:

生物化学
構造生物学
タンパク質工学

背景:

分割されたインテインは,タンパク質結合のための重要な翻訳後の修正であるトランスでタンパク質のスプライシングを容易にする.
非正規の場所で見つかった自然に発生する分割インテインは,ユニークなトポロジカルな課題とメカニズム的な疑問を提示します.
非典型の分裂インテインは,高度なタンパク質工学の応用に重要な可能性を秘めています.

研究の目的:

トポロジカルな制約によりカノニカルな分割されたインテインと異なる非典型的に分割されたインテインの関連メカニズムを解明する.
詳細な生化学的および生理学的調査のために,高度に活性で分析可能な非典型的な分裂インテインペア (Cat) を設計する.
組合と活動規制を分けるための共通のメカニズムを確立する.

主な方法:

Catの非典型の分割インテインペアを生成するためのコンセンサス設計戦略.
カットインテイン複合体の溶液構造の決定
関連メカニズムと活性を特徴付けるための生化学的および生理学的分析.

主要な成果:

エンジニアリングされた Cat スプリットインテインペアでは活動性が著しく向上した.
Catの断片の関連は,乱れから秩序への構造的移行を伴う.
水性相互作用は断片の結合を駆動し,トポロジカルな制約を満たし,早すぎる反応を防ぐ.
局所的な構造的再配置を含む分割された補完のための共通の青写真が提案されました.

結論:

非典型的分裂インテインは,結合のための水害性相互作用によって駆動される乱れから秩序への移行メカニズムを使用する.
このメカニズムは適切な折り畳みを確保し,断片補完時にタンパク質のスプライシング活動を調節します.
この発見は,タンパク質工学の戦略を進めるため,分裂インテイン関連に関する基本的な理解を提供します.

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