Bu protokol, yapısal düzeyde bir M42 aminopeptidaz olan TmPep1050’nin dimer-dodecamer geçişini incelemek için geliştirilmiştir. Protein arınması ile X-ışını veri işlemeye kadar basit bir boru hattıdır. Crystallogenezis, veri seti indeksasyonu ve moleküler replasman çalışma bir olgu ile vurgulanmıştır, TmPep1050H60A H307A varyantı.
M42 aminopeptidazlar 12 alt birimden oluşan fonksiyonel olarak aktif kompleksler oluştururlar. Montaj süreci, dimer-dodecamer geçişini tetikleyen metal iyon kofaktörleri tarafından düzenleniyor gibi görünüyor. Metal iyon bağlama üzerine, aktif sitede ve etkileşim arabiriminde çeşitli yapısal değişiklikler meydana gelir ve dimerleri kendi kendini birleştirmeyi teşvik etmek için şekillendirir. Bu tür değişiklikleri gözlemlemek için, kararlı oligomerler yapısal çalışma dan önce izole edilmelidir. Burada bildirilen tmPep1050 kararlı dodecamers ve dimers arınma sağlayan bir yöntemdir, T. maritimabir M42 aminopeptidaz , ve X-ışını kristalografisi ile yapı tayini. Dimers bir şelat ajanı ile metal iyonları kaldırarak dodecamers hazırlanmıştır. Onların cofactor olmadan, dodecamers daha az kararlı oldu ve tamamen ısıtma üzerine ayrıştı. Oligomerik yapılar basit moleküler değiştirme yaklaşımı ile çözüldü. Metodolojiyi göstermek için, metal iyon bağlama da tamamen bozulmuş bir TmPep1050 varyantının yapısı, monomerler için dimerlerin daha fazla dökümünü göstermeden sunulmuştur.
Oligomerizasyon birçok proteinin biyolojik fonksiyonlarını belirleyen baskın bir süreçtir. Escherichia coli’deproteinlerin sadece %35’inin monomerik1olduğu tahmin edilmektedir. Morfin adı verilen bazı proteinler, her oligomerik durumda farklı bir yapıya sahip alt birimlere sahip birkaç oligomerik durumu bile benimseyebilir2. Onların oligomerik durumları arasındaki geçiş genellikle her oligomerik devlet farklı bir özel aktivite veya fonksiyon olabilir gibi protein aktivitesini düzenlemek için bir ortalamadır. Çeşitli morfin örnekleri literatürde iyi belgelenmiştir, özellikle porfobilinojen synthase3, HPr kiazaz /fosfataz4, Lon proteaz5, laktat dehidrogenaz6, gliserindehit-3-fosfat dehidrogenaz7, piruvat kiaz8, sitrat synthase9, veribonu10. Son zamanlarda, m42 aminopeptidaz TmPep1050, olan aktivitesi oligomerik devletlere bağlıdır morfin benzeri davranış, enzim başka bir örnek açıklanan11. Oligomerik durumları arasındaki geçiş, alt birimlerin çeşitli yapısal değişikliklerine neden olan metalik kofaktörleri tarafından aracılık edilir.
M42 aminopeptidaz ailesi MH klan12aittir ,13, ve yaygın Bakteri ve Archaea arasında dağıtılır14. M42 aminopeptidazlar, peptidleri 35 amino asit kalıntısına kadar bozan gerçek dinükleer enzimlerdir15. Aktif alanları bir iç kaviteye doğru yönlendirilmiş 12 alt birimden oluşan, tetrahedron şeklinde tuhaf bir yapı benimserler. Böyle bir düzenleme genellikle kontrolsüz proteoziz önlemek için aktivitenin nano-bölümleme olarak tanımlanır. M42 aminopeptidazların fizyolojik fonksiyonu proteozom ile ilişkili olabilir, protein yıkımı sonucu peptidler hidrolize16,17. Pyrococcus horikoshii dört M42 aminopeptidaz, her farklı ama tamamlayıcı özellikleri18sunan sahip,19,20,21. Tekil olarak, alt birimlerin iki farklı türde yapılan heterokompleksler P. horikoshiitarif edilmiştir , peptidasome kompleksleri varlığını düşündüren22,23.
M42 aminopeptidazların çeşitli yapıları literatürde tanımlanmıştır11,16,18,19,20,24,25,26. Alt birim iki farklı etki alanı, bir katalitik etki alanı ve bir dimerization etki alanından oluşur. Katalitik etki alanı tüm MH klan korunmuş ortak bir α / β kat benimser, archetypal katalitik etki Vibrio proteolyticus aminopeptidaz Ap1 vibrio proteolyticus27olmak. Dimerization etki alanı bir PDZ benzeri kat16 benimser ve olabilir, oliomerizasyon rolüne ek olarak, substrat erişim kontrol ve iç boşluğunda bağlama bir rol11. Temel yapı taşı bir dimer olduğu için, dodecamer genellikle altı dimer ilişkisi olarak tanımlanır, her dimer tetrahedron16her kenarında konumlandırılmış olmak. M42 aminopeptidazlarının oliomerizasyonu metal kofaktörlerinin bulunabilirliğine dayanır. Divalent metal iyonları, genellikle Zn2 + ve Co2+,katalitik peptit bağlama ve hidroliz katılır. Onlar iki ayrı bağlama siteleri, yani M1 ve M2 siteleri bulunur. İki metal iyonları da sürücü ve ince PhTET2, PhTET3, PfTET3 ve TmPep105011,24,28,29için gösterildiği gibi oligomerizasyon ayarlayın. Metal kofaktörtü tükendiğinde, dodecamer PhTET2, PhTET3 ve TmPep105011,16,28,hatta monomerler gibi dimers içine demonte, PhTET2 ve PfTET324,29gibi .
Burada sunulan TmPep1050 oligomerlerin yapılarını incelemek için kullanılan bir protokoldür. Bu protokol protein saflaştırma, proteolitik aktivite taraması, kristalizasyon, X-ışını kırınımı ve moleküler replasman gibi ortak yöntemler kümesidir. Metalloenzimlerle başa çıkmanın getirdiği incelikler, protein oligomerizasyonu, protein kristalizasyonu ve moleküler replasman vurgulanır. TmPep1050 dodecamers daha monomerler içine ayrıştırmak ya da olmadığını göstermek için bir çalışma olgusu da sunulmaktadır. Bu soruyu gidermek için, bir TmPep1050 varyantı, TmPep1050H60A H307A, olan metal bağlama siteleri Ala kalıntılar His-60 (M2 site) ve His-307 (M1 site) mutasyona uğratarak bozulur çalışılmıştır. Bu protokol, morfin benzeri davranışlı diğer M42 aminopeptidazları veya metalloenzimleri incelemek için uygun olabilir.
Burada açıklanan protokol, TmPep1050’nin yapısal düzeydeki dimer-dodecamer geçişini anlamanızı sağlar. Metodoloji daha önce hem TmPep1050 oligomers11yapısını belirlemek için deneyimli oldu. En zorlu adım, dodecamer’ların istikrarlı dimers’a dönüşmesini teşvik eden koşulları bulmaktı. Bu tür koşullar metal iyon kofaktör eklendiğinde dimers dodecamers içine yeniden birliğini izin vermek için yeterince hafif olması gerekiyordu. Yapısal çalışmaları ve daha fazla bi…
The authors have nothing to disclose.
Martine Roovers’a bu yazıyı doğruldurda ve yapıcı yorumlar da yaptığı için teşekkür ederiz. Proxima 2 beamline ‘a (SOLEIL senkrotron) erişim Blok Ayırma Grupları 20151139 içinde ydi.
1,10-phenanthroline | Sigma-Aldrich | 13, 137-7 | |
Amicon Ultra 0.5 ml Centrifugal Filters Ultracel 30K | Merck Millipore | UFC503096 | |
Amicon Ultra 15 Centrifugal Filters Ultracel 30K | Merck Millipore | UFC903024 | |
Benzonase Nuclease | Merck Millipore | 70664-3 | |
CCP4 | N/A | visit http://www.ccp4.ac.uk/ | |
cOmplete EDTA-free | Roche | 5056489001 | |
Coot | N/A | visit https://www2.mrc-lmb.cam.ac.uk/personal/pemsley/coot/ | |
Crystal Screen I | Hampton Research | HR2-110 | |
Crystal Screen II | Hampton Research | HR2-112 | |
DreamTaq Green PCR Master Mix | ThermoFisher Scientific | K1082 | |
EasyXtal 15-well tool | NeXtal | 132007 | |
Escherichia coli PPY strain | N/A | see reference 31 | |
Escherichia coli XL1 blue strain | Agilent | 200249 | |
Gel Filtration Calibration Kit HMW | GE Healthcare Life Sciences | 28-4038-42 | |
Gel Filtration Calibration Kit LMW | GE Healthcare Life Sciences | 28-4038-41 | |
Gel Filtration Standard | Biorad | 1511901 | |
GeneJET Plasmid Miniprep Kit | ThermoFisher Scientific | K0503 | |
Index | Hampton Research | HR2-144 | |
Litholoops | Molecular Dimensions | ||
L-leucine-p-nitroanilide | Bachem AG | 40010720025 | |
Natrix 1 | Hampton Research | HR2-116 | |
Natrix 2 | Hampton Research | HR2-117 | |
Neggia plugin | Dectris | N/A | visit https://www.dectris.com/ |
NeXtal Tubes JCSG Core Suite I | NeXtal | 130724 | |
NeXtal Tubes JCSG Core Suite II | NeXtal | 130725 | |
NeXtal Tubes JCSG Core Suite III | NeXtal | 130726 | |
NeXtal Tubes JCSG Core Suite IV | NeXtal | 130727 | |
pBAD-TOPO | ThermoFisher Scientific | K430001 | |
Phenix | N/A | visit https://www.phenix-online.org/ | |
Phusion High-Fidelity DNA polymerase | ThermoFisher Scientific | F-530L | |
Salt RX 1 | Hampton Research | HR2-107 | |
Salt RX 2 | Hampton Research | HR2-109 | |
SnakeSkin Dialysis Tubing, 3.5K MWCO | ThermoFisher Scientific | 88242 | |
Source 15Phe | GE Healthcare Life Sciences | 17014702 | |
Source 15Q | GE Healthcare Life Sciences | 17094705 | |
Superdex 200 prep grade | GE Healthcare Life Sciences | 17104301 | |
Thermotoga maritima MSB8 strain | American Type Culture Collection | ATCC 43589 | |
TmCD00089984 | DNASU Plasmid Repository | N/A | |
XDS | N/A | visit http://xds.mpimf-heidelberg.mpg.de/ | |
xdsme | N/A | visit https://github.com/legrandp/xdsme |