Báo cáo khoa học: The importance of being dimeric

The Importance of Being Dimeric

Tác giả: Giampiero Mei, Almerinda Di Venere, Nicola Rosato, Alessandro Finazzi-Agrò

Lĩnh vực: Khoa học Y sinh, Hóa sinh

Nội dung tài liệu: Bài đánh giá này tập trung khám phá lý do tại sao nhiều protein và enzyme tồn tại dưới dạng dimer, đặc biệt là các homodimer. Nghiên cứu phân tích dữ liệu cấu trúc và độ bền để phân loại homodimer thành ba loại chính dựa trên khối lượng và sự hiện diện của các trạng thái trung gian. Bài viết đề xuất rằng một lợi thế quan trọng của protein dạng dimer là khả năng lắp ráp nhanh chóng và hiệu quả trong môi trường tế bào. Ngoài ra, bài báo còn xem xét các khía cạnh như tiết kiệm gen, tăng cường chức năng và lợi thế cấu trúc mà dimer mang lại, đồng thời thảo luận về các yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định và tương tác giữa các tiểu đơn vị.

Mục lục chi tiết:

• REVIEW ARTICLE
• Introduction
• Abbreviations
• Genetic saving
• Functional gain
• Structural advantage
• Conformational stability and folding intermediates
• Conformational stability and catalytic activity
• Table 1. List of dimeric proteins divided into three main classes according to their unfolding pathways.
• Fig. 3. Total free energy of stabilization for dimeric proteins that undergo a simple two-step denaturation process (A) Class A and a three-step unfolding process with a monomeric (B, class B) or dimeric (C, class C) intermediate species. Filled symbols represent those proteins characterized by a linear trend of the AG values vs. their size.
• An important general feature of enzymes is known to be their local structural flexibility [11].
• Insights on dimer intersubunit surface
• Fig. 4. (A) Fractional contribution of the dimeric intersubunit surface (DIS) with respect to the total accessible surface area for a monomer (i.e. DIS/ASA) as a function of the monomer size (class A,; B, and C, ▲). (B) Fractional contribution to the total buried surface (DIS/buried surface). The total buried surface upon folding has been evaluated according to Miller et al. [15]. Dashed areas indicate the largest change of the fractional dimeric interface (see text).
• Hydrophobic interactions in dimers and the role of the intersubunit surface
• Fig. 5. Hydropathy at the subunit interface for class A dimers (), B() and C (▲).
• The importance of being dimeric
• Structural functionality: a rationale for smaller dimers
• Dimerization controls the stability and ‘quality’ of class B proteins
• Fig. 6. Relative free energy of stabilization for a two-step unfolding process of class B dimers. The percentage energy due to dimerization (AG₁/AGTOT) and to the monomers unfolding energies (AG2/AGTOT) is reported as filled and unfilled symbols, respectively.
• Assembling a dimer that lacks monomeric intermediates: different folding roles of quaternary structure?
• Fig. 7. (Upper panel) Cartoon illustrating the parameters IAR and SLL. (Lower panel) Representation of three possible quaternary conformations assumed by dimeric proteins (the dimeric interface is shown in red). The typical IAR and SLL corresponding values obtained are reported for each case. The green circles and blue squares represent the N- and C-terminals respectively.
• Fig. 8. IAR () and SLL (O) value of class A (upper panel) and class C (lower panel) dimers. The dashed, dotted and gray areas correspond to the interface models (1, 2 and 3) shown in Fig. 7.
• Experimental procedures