Báo cáo khoa học: The crystal structure of the tryptophan synthase b2 subunit from the hyperthermophile Pyrococcus furiosus Investigation of stabilization factors

The Crystal Structure of the Tryptophan Synthase ẞ2 Subunit from the Hyperthermophile Pyrococcus furiosus: Investigation of Stabilization Factors

Tác giả: Yusaku Hioki, Kyoko Ogasahara, Soo Jae Lee, Jichun Ma, Masami Ishida, Yuriko Yamagata, Yoshiki Matsuura, Motonori Ota, Mitsunori Ikeguchi, Seiki Kuramitsu, and Katsuhide Yutani

Lĩnh vực: Sinh hóa, Cấu trúc protein

Nội dung tài liệu:
Nghiên cứu này trình bày cấu trúc tinh thể của tiểu đơn vị β2 của tryptophan synthase (Pfβ2) từ sinh vật ưa nhiệt Pyrococcus furiosus, được xác định bằng nhiễu xạ tia X ở độ phân giải 2.2 Å. Đây là báo cáo đầu tiên về cấu trúc tia X của tiểu đơn vị β2 này. Cấu trúc của Pfβ2 tương tự với tiểu đơn vị β2 trong phức hợp α2β2 từ Salmonella typhimurium. Phân tích nhiệt động lực học bằng DSC cho thấy Pfβ2 có độ ổn định nhiệt cao hơn đáng kể so với các protein ưa ấm, với nhiệt độ biến tính cao hơn khoảng 35 °C. Các yếu tố góp phần vào sự ổn định này bao gồm số lượng liên kết hydro nhiều hơn trong chuỗi chính và sự phù hợp của trình tự amino acid với cấu trúc ổn định lý tưởng. Nghiên cứu cũng đi sâu vào sự khác biệt cấu trúc và thành phần amino acid giữa Pfβ2 và tiểu đơn vị β2 từ S. typhimurium, cũng như xem xét các yếu tố đóng góp vào sự ổn định của protein ưa nhiệt như tương tác kỵ nước, liên kết ion, liên kết hydro, thể tích hốc và hiệu ứng entropy.

Mục lục chi tiết:

• Introduction
• Materials and methods
• Purification of proteins
• Enzymatic activity assay
• DSC
• Protein crystallization and data collection
• Structure determination and refinement
• Results
• Thermal stability and enzymatic activity of Pfẞ2
• Amino acid composition of the ẞ subunit from P. furiosus
• Overall structure of the ẞ subunit from P. furiosus
• Structural comparison of Pfẞ and Stẞ
• Stabilization mechanism of Pfẞ2 on the basis of the structure
• Hydrophobic interaction
• Ion pairs (salt bridges) and hydrogen bonds
• Cavity volume
• Entropic effect
• Aromatic-aromatic interaction
• Analysis by knowledge-based potential
• Conclusions
• References