Báo cáo khoa học: Implication for buried polar contacts and ion pairs in hyperthermostable enzymes

Implication for buried polar contacts and ion pairs in hyperthermostable enzymes

Tác giả: Ikuo Matsui and Kazuaki Harata

Lĩnh vực: Biological Information Research Center, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Ibaraki, Japan

Nội dung tài liệu:

Nghiên cứu này xem xét cơ sở cấu trúc của tính bền nhiệt và hoạt tính nhiệt, cũng như mối quan hệ tương hỗ giữa chúng, là yếu tố trung tâm cho việc khai thác thành công các enzyme của sinh vật ưa khắc nghiệt trong công nghệ sinh học. Tuy nhiên, cơ sở cấu trúc của tính bền nhiệt vẫn chưa được đặc trưng đầy đủ. Các tàn dư ion đóng vai trò thiết yếu trong protein, điều chỉnh độ bền, sự gấp nếp và chức năng của protein. Nghiên cứu này tổng quan vai trò chủ đạo của các tiếp xúc phân cực bị chôn vùi và các cặp ion, phân biệt giữa các tiếp xúc phân cực bên trong và tổng số các tiếp xúc phân cực nội phân tử. Việc đánh giá đóng góp của chúng như là các yếu tố xác định phân tử đối với độ bền của protein, sử dụng nhiều cấu trúc protein từ các sinh vật ưa siêu nhiệt, ưa nhiệt và ưa trung bình. Phân tích cho thấy số lượng lớn các tiếp xúc phân cực bên trong trong cấu trúc đơn phân có thể đóng vai trò trung tâm trong việc tăng nhiệt độ nóng chảy lên tới 120 °C đối với các enzyme ưa siêu nhiệt từ chi Pyrococcus. Các kết quả này cung cấp một đóng góp hứa hẹn cho việc cải thiện tính bền nhiệt của enzyme thông qua việc điều chỉnh các tiếp xúc phân cực bị chôn vùi và các cặp ion.

Mục lục chi tiết:

• Introduction
• Abbreviations
• Background: there is no single dominating factor for the thermostability of proteins
• Structural elements providing hyperthermostability
• Evaluating buried polar contacts and ion pairs as structural elements related to the thermal stability
• Structural elements responsible for thermostability: increase in molecular compactness, hydrophilicity of the molecular surface, and buried polar contacts
• Conclusion
• Acknowledgements
• References