结合玻璃和单分子力光谱来描述和调整细胞体支架的力学
Tobias Verdorfer1, Rafael C Bernardi2, Aylin Meinhold1
1Lehrstuhl für Angewandte Physik and Center for Nanoscience, Ludwig-Maximilians-Universität , 80799 Munich, Germany.
Journal of the American Chemical Society
|October 24, 2017
概括
细胞体对于分解纤维素至关重要, 研究人员使用原子力显微镜和模拟来理解凝聚力力学,发现单个突变可以显著提高支架的稳定性.
科学领域:
- 生物化学
- 生物物理
- 微生物学
背景情况:
- 细胞体是复杂的蛋白质结构,对于降解纤维素至关重要.
- 基架,特别是凝聚域,协调酶和微生物到基板.
- 了解这些脚手架的机械特性是其功能的关键.
研究的目的:
- 为了阐明来自Acetivibrio cellulolyticus的主要支架ScaA的机械特性.
- 为了研究架内的凝聚域的强力诱导的展开行为.
- 确定提高纤维素体支架的机械稳定性的策略.
主要方法:
- 开发了一种并行的一体转录翻译和蛋白质下拉协议.
- 使用基于高通量原子力显微镜 (AFM) 的单分子力光谱 (SMFS) 来测量凝聚性展开力.
- 使用全原子导向分子动力学 (SMD) 模拟来模拟在力下展开的凝聚力.
主要成果:
- 与桥梁凝聚体相比,悬挂凝聚体的展开力明显较低.
- 导向分子动力学模拟提供了关于凝聚力展开路径的见解.
- 一个单一的氨酸转化为甘氨酸的突变使弱悬凝的机械稳定性翻了一番.
结论:
- 描述了ScaA支架中所有cohesins的强力诱导的展开行为.
- 证明小序列修改可以显著改变凝聚域的机械弹性.
- 建立了一个有效的策略来测试和改善蛋白质域的机械完整性.
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