Enzyme的解冻冒险 在crystallo蛋白质热力学

2018年12月24日14:06:10 发表评论
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酶 – 由蛋白质制成的生物催化剂 – 是催化生物体内反应和过程的极其重要的分子。因此,正在进行的了解其结构和反应机制的工作对于拓宽我…

酶 - 由蛋白质制成的生物催化剂 - 是催化生物体内反应和过程的极其重要的分子。因此,正在进行的了解其结构和反应机制的工作对于拓宽我们的知识并促进科学和医学进步至关重要。

X射线晶体学 - 其中蛋白质晶体暴露于X射线束,产生可分析的特定衍射图案 - 是最广泛使用的蛋白质结构测定技术。X射线晶体学中的数据收集通常采用在100K的低温气流下放置晶体;然而,低温条件通常不允许对蛋白质晶体的构象变化进行热力学分析。现在,来自大阪大学,大阪医学院,日本同步辐射研究所(JASRI)和RIKEN的研究人员报告了使用非低温技术在铜胺氧化酶的催化反应过程中结构变化的细节。他们的研究结果发表于PNAS。

该研究使用了JASRI在同步加速器设备SPring-8上开发的“湿空气和胶涂(HAG)”方法。代替低温冷却,将未冷冻的蛋白质晶体用水溶性聚合物包覆,并置于具有精确控制温度的潮湿氮气流下。这使得几乎裸露的晶体保持足够稳定,以便团队在特定温度下评估氧化还原辅因子(催化反应的必要组分)的结构上不同的构象之间的平衡。

“由于我们能够实现精确的温度控制,我们首次成功地对工作酶进行了水晶热力学分析,”研究对应的作者Toshihide Okajima说。“基于晶体测量的热力学分析比从溶液研究中获得的数据更接近地表示结构变化,因此对我们的理解更有价值。”

此外,获得的热力学参数显示出与细胞内细胞溶质相似的行为。因此认为HAG条件可以为生理条件提供有用的模型。已经报道了各种其他晶体学技术用于环境温度;但是,它们需要专门的无X射线激光器。

“通过使用温度控制的HAG方法,我们已经证明可以使用标准X射线束获取构象信息,”Okajima解释说。“我们希望该技术的可及性及其提供热力学信息的可能性将使其成为当前晶体学方法的重要补充。”

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