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アルファヘリックス二極体と充電されたサイドチェーンとの相互作用により,タンパク質構造の安定化

D Sali¹, M Bycroft, A R Fersht

¹Department of Chemistry, Imperial College of Science and Technology, London, UK.

|October 20, 1988

まとめ

バーナーゼタンパク質のアルファヘリックス二極体は,ヒスティジン残留物 (His18) と好意的に相互作用することで,その構造を安定させます. この相互作用により,タンパク質が増加します.

科学分野:

バイオケミストリーバイオケミストリー
構造生物学構造生物学とは
タンパク質科学タンパク質科学

背景:

タンパク質は,ペプチド結合の整合により,固有の二極瞬間を持つアルファヘリクスを特徴とする.
これらの二極体は,アミノ酸残基のイオン化状態 (pKa) に影響を与える.
リボヌクレアースであるバーナースにはヒスティジン残留物があり,そのうちの1つ (His18) はアルファヘリクスのC端端に位置しています.

研究の目的:

バーナゼにおけるHis18のpKaに対するアルファヘリックス二極の影響を調査する.
本来のタンパク質構造に対するこの相互作用の安定化貢献を定量化するために.
異なるpH値におけるpKaシフトと,観察された酵素安定性の変化を相関させるため.

主な方法:

核磁気共振 (NMR) 定位は,野生型のバーナーゼと人工変異体で行われました.
酵素デナチュレーション実験は,様々なpHレベルで行われました.
pH安定性曲線の分析を使用して,His18が全体的な安定性への貢献を決定しました.

主要な成果:

野生型バーナーゼのHis18のpKaは7.9と決定され,非同化状態やモデルペプチドよりも著しく高かった.
このpKaシフトは,陽子化されたHis18とアルファヘリックス二極体との間の好ましい相互作用を示しています.
この相互作用は,中性pHのネイティブバーナースの安定化に推定2.1 kcal mol-1 を貢献します.

結論:

バーナーゼのアルファヘリックス二極体は,His18のpKaに影響を及ぼし,その安定性を高めます.
この静電相互作用は,生理学的pHでネイティブのタンパク質構造を維持する上で重要な役割を果たします.
この発見は,タンパク質の安定性と機能におけるアルファヘリックス二極体の役割についての洞察を提供します.

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