修剪ALS相关的蛋白质SOD1用于细胞内NMR
Jens Danielsson1, Kohsuke Inomata, Shuhei Murayama
1Department of Biochemistry and Biophysics, Arrhenius Laboratories of Natural Sciences, Stockholm University, S-106 91 Stockholm, Sweden.
Journal of the American Chemical Society
|July 4, 2013
概括
细胞透性 (CPPs) 能够将工程超氧化解突变酶 (SOD1) 输送到细胞中进行细胞内NMR研究. 使用CPP的蛋白质工程允许对以前无法进入细胞内NMR的蛋白质进行原子分辨率结构分析.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 结构生物学 结构生物学
- 细胞生物学 细胞生物学
背景情况:
- 将同位素标记蛋白质有效地输入哺乳动物细胞对于细胞内核磁共振 (NMR) 研究至关重要.
- 与ALS相关的蛋白质超氧化解突变酶 (SOD1) 是结构和功能分析的重要目标.
研究的目的:
- 研究细胞透 (CPPs) 的使用,用于将SOD1输送到HeLa细胞中进行细胞内NMR.
- 设计SOD1变体以改善细胞吸收和随后的结构分析.
主要方法:
- 利用细胞透 (CPPs) 将全长的SOD1和一个截断的变体 (SOD1(ΔIVΔVII)) 输送到HeLa细胞中.
- 在内部SOD1 ((ΔIVΔVII) 上进行了细胞内NMR光谱学.
- 分析了光谱差异,以推断蛋白质结构和细胞环境,包括pH值.
主要成果:
- 一个截断的SOD1变体 (SOD1(ΔIVΔVII)) 与全长的SOD1相比,显示了增强的细胞质输送,这归因于改变的净电荷.
- 内化SOD1 ((ΔIVΔVII) 产生了高分辨率的细胞内NMR光谱,揭示了β链4,5和7中的结构动态.
- 光谱差异表明Cu结合点的His部分部分的部分质子化,使SOD1 ((ΔIVΔVII) 能够充当内部pH探针并检测细胞酸性酸化.
结论:
- 通过蛋白质工程来优化CPP传递,用于细胞内NMR研究.
- 这种方法允许对蛋白质进行原子分辨率的NMR分析,例如apoSOD1桶,这对其他细胞内NMR方法具有挑战性.
- 该研究提供了对结构难以捉摸的apoSOD1桶的见解,与其在肌缩侧面硬化症 (ALS) 错误折叠中的作用相关.
