Báo cáo khoa học: Chaperone activity of recombinant maize chloroplast protein synthesis elongation factor, EF-Tu

Chaperone activity of recombinant maize chloroplast protein synthesis elongation factor, EF-Tu

Tác giả: Damodara Rao, Ivana Momcilovic, Satoru Kobayashi, Eduardo Callegari, and Zoran Ristic

Lĩnh vực: Sinh học, Khoa học Y sinh Cơ bản

Nội dung tài liệu: Nghiên cứu này tập trung vào việc phân lập và tinh chế protein tiền chất EF-Tu của lúa ngô (maize) từ Escherichia coli để đánh giá hoạt tính chaperone của nó. Protein EF-Tu, một yếu tố kéo dài quá trình tổng hợp protein, được cho là đóng vai trò trong khả năng chịu nhiệt của lúa ngô bằng cách bảo vệ các protein nhạy cảm với nhiệt khỏi sự kết tụ và bất hoạt. Nghiên cứu đã chứng minh rằng EF-Tu tái tổ hợp thể hiện hoạt tính chaperone, bảo vệ các enzyme citrate synthase và malate dehydrogenase khỏi sự kết tụ và bất hoạt do nhiệt. Đây là quan sát đầu tiên về hoạt tính chaperone của một protein tiền chất EF-Tu từ thực vật/tế bào nhân thực. Kết quả này củng cố giả thuyết rằng EF-Tu của lúa ngô đóng vai trò trong khả năng chịu nhiệt bằng cách hoạt động như một chaperone phân tử và bảo vệ các protein trong lục lạp khỏi sự kết tụ và bất hoạt do nhiệt.

Mục lục chi tiết:

• Giới thiệu
• Tài liệu tham khảo
• Chaperone activity of recombinant maize chloroplast protein synthesis elongation factor, EF-Tu
• Keywords: chloroplast protein synthesis elongation factor (EF-Tu); chaperones; heat stress; heat tolerance; Zea mays.
• Chloroplast protein synthesis elongation factor, EF-Tu, is a protein (45-46 kDa) that plays a key role in the elongation phase of protein synthesis [1-3].
• Studies from our laboratory have suggested that in maize (Zea mays L) chloroplast EF-Tu may play a role in the development of heat tolerance.
• A hypothesis has been developed that maize EF-Tu may confer heat tolerance by protecting other proteins from heat-induced aggregation and inactivation (thermal damage), thus acting as a molecular chaperone [10,11].
• In this study we investigated the effect of the recombinant precursor of maize EF-Tu (pre-EF-Tu, which has a 58 amino acid long chloroplast targeting sequence at the N-terminal end [5]) on thermal aggregation and inactivation of the heat-labile proteins, citrate synthase (CS) and malate dehydrogenase (MDH).
• Here we report, for the first time, that the recombinant maize pre-EF-Tu displays chaperone properties, as it protected heat-labile proteins from thermal damage.
• Materials and methods
• Expression of maize pre-EF-Tu in Escherichia coli
• Isolation and purification of recombinant pre-EF-Tu from E. coli
• One-dimensional SDS/PAGE and Western blotting
• Mass spectrometry
• [H]GDP exchange assay
• Heat stability of recombinant pre-EF-Tu
• Chaperone assays
• Results
• One-dimensional SDS/PAGE, Western blot, and mass spectrometry analysis of purified recombinant pre-EF-Tu
• GDP binding activity of purified recombinant pre-EF-Tu
• Heat stability of recombinant maize pre-EF-Tu
• Recombinant maize pre-EF-Tu protected CS and MDH from thermal aggregation
• Recombinant maize pre-EF-Tu protected CS and MDH from thermal inactivation
• Discussion
• Acknowledgements