在蛋白质金属位点直接观察纳秒水交换动态
Monika Stachura1, Saumen Chakraborty2, Alexander Gottberg3
1Department of Chemistry, University of Copenhagen , Universitetsparken 5, 2100 København Ø, Denmark.
Journal of the American Chemical Society
|December 16, 2016
概括
研究人员使用先进的光谱学直接观察了 (Cd2+) 蛋白位点的水分子交换动态. 远程突变影响了水的停留时间,而没有改变金属位点结构,揭示了对金属蛋白调节的新见解.
科学领域:
- 生物化学
- 生物物理化学
- 金属蛋白化学
背景情况:
- 蛋白质金属位点的连接物交换动态对于催化和运输等生物功能至关重要.
- 在纳秒时间尺度上理解这些动态,为金属蛋白调节和功能提供了关键的见解.
研究的目的:
- 直接观察和量化水分子在新设计的金属蛋白中的 (Cd2+) 结合点的停留时间.
- 研究远程氨基酸替代对金属-连接物交换动态和金属位点结构的影响.
主要方法:
- 使用111mCd扰乱角相关性 (PAC) 的γ射线光谱.
- 使用113Cd核磁共振 (NMR) 光谱.
- 研究了两个具有Cd2+活性位点的新设计的金属蛋白结构.
主要成果:
- 在20°C时直接测量Cd2+结合的水分子的停留时间为几十纳秒.
- 观察到远程替换Leu到Ala显著改变了水平衡和停留时间.
- 发现PAC评估的金属部位结构在很大程度上保持不变,
结论:
- 这项研究提供了首次直接测量Cd2+协调的水停留时间.
- 证明远程突变可以影响金属蛋白动力学,特别是水交换,即使金属结合位结构被保留.
- 通过影响连体动态的远程突变突出了金属蛋白中的新调节机制.
