蛋白质SDS展开:微观机制和SDS-protein组件的属性

莎莉尼·约翰和大卫•Winogradoff阿列克谢Aksimentiev
纳米级12 (9)5422 - 5434 (2020)
DOI:10.1039 / c9nr09135a助理

突出

的影响洗涤剂十二烷基硫酸钠(SDS)蛋白质结构和动力学是最常见的基础实验室技术用于分离蛋白质和确定他们的分子量:聚丙烯酰胺凝胶电泳。然而,SDS诱导蛋白的机理展开和protein-SDS复合物的微观结构在很大程度上仍未知。在这里,我们报告的详细账户SDS-induced展开两个proteins-I27肌域和β-amylase-obtained通过所有原子分子动力学模拟。两个蛋白被发现自发展开的SDS在沸水温度几微秒的时间尺度。展开的蛋白质被发现通过两个不同的机制发生在特定相互作用的个人SDS分子破坏蛋白质的二级结构。最终状态的演变过程中,蛋白质被发现环绕SDS胶束在流体necklace-and-beads配置中,在动态绑定胶束的数量和位置的变化。全球构象的蛋白质被发现与SDS胶束的数量约束,而SDS的数量直接绑定到蛋白质分子被发现定义弛豫时间的规模展开的蛋白质。微观表征SDS-protein交互奠定了基础为未来改进SDS-enabled蛋白质的表征方法,包括蛋白质指纹识别和使用固态纳米孔测序。

文摘

的影响洗涤剂十二烷基硫酸钠(SDS)蛋白质结构和动力学是最常见的基础实验室技术用于分离蛋白质和确定他们的分子量:聚丙烯酰胺凝胶电泳。然而,SDS诱导蛋白的机理展开和protein-SDS复合物的微观结构在很大程度上仍未知。在这里,我们报告的详细账户SDS-induced展开两个proteins-I27肌域和β-amylase-obtained通过所有原子分子动力学模拟。两个蛋白被发现自发展开的SDS在沸水温度几微秒的时间尺度。展开的蛋白质被发现通过两个不同的机制发生在特定相互作用的个人SDS分子破坏蛋白质的二级结构。最终状态的演变过程中,蛋白质被发现环绕SDS胶束在流体necklace-and-beads配置中,在动态绑定胶束的数量和位置的变化。全球构象的蛋白质被发现与SDS胶束的数量约束,而SDS的数量直接绑定到蛋白质分子被发现定义弛豫时间的规模展开的蛋白质。微观表征SDS-protein交互奠定了基础为未来改进SDS-enabled蛋白质的表征方法,包括蛋白质指纹识别和使用固态纳米孔测序。

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电影说明6μs MD模拟采用了120年0.40 M氯化钠I27 SDS在373 K,副本1。肌小节的I27域(蛋白质)的卡通表示在一个0.40 M氯化钠水溶液(未显示)在373 K和120 SDS分子(青色和红色球体),只显示当直接绑定到蛋白质SDS清晰。轨迹平滑和对齐可能介绍一些小视觉工件。

电影说明6μs MD模拟采用了120年0.40 M氯化钠I27 SDS在373 K,副本2。肌小节的I27域(蛋白质)的卡通表示在一个0.40 M氯化钠水溶液(未显示)在373 K和120 SDS分子(青色和红色球体),只显示当直接绑定到蛋白质SDS清晰。轨迹平滑和对齐可能介绍一些小视觉工件。

电影说明6μs MD模拟采用了120年0.40 M氯化钠I27 SDS在373 K,副本3。肌小节的I27域(蛋白质)的卡通表示在一个0.40 M氯化钠水溶液(未显示)在373 K和120 SDS分子(青色和红色球体),只显示当直接绑定到蛋白质SDS清晰。轨迹平滑和对齐可能介绍一些小视觉工件。

电影说明6μs MD模拟采用了180年0.40 M氯化钠I27 SDS在373 K。肌小节的I27域(橙色半透明的表面,再加上卡通表示蛋白质的)在一个0.40 M氯化钠水溶液(未显示)在373 K和180 SDS分子(青色和红色球体),只显示当直接绑定到蛋白质SDS清晰。轨迹平滑和对齐可能介绍一些小视觉工件。

电影说明6μs MD模拟肌I27在0.40 M氯化钠SDS在373 K。肌小节的I27域(蛋白质)的卡通表示在一个0.40 M氯化钠水溶液(图中未显示)在373 K没有任何SDS分子。轨迹平滑和对齐可能介绍一些小视觉工件。

电影说明6μs MD模拟采用了120年0.40 M氯化钠I27 SDS在300 K,副本1。肌小节的I27领域(黄管)在一个0.40 M氯化钠水溶液(未显示)在300 K和120 SDS分子(青色和红色球体),只显示当直接绑定到蛋白质SDS清晰。轨迹平滑可能介绍一些小视觉工件,不需要进行对齐。

电影说明6μs MD模拟采用了120年0.40 M氯化钠I27 SDS在300 K,副本2。肌小节的I27领域(黄管)在一个0.40 M氯化钠水溶液(未显示)在300 K和120 SDS分子(青色和红色球体),只显示当直接绑定到蛋白质SDS清晰。轨迹平滑可能介绍一些小视觉工件,不需要进行对齐。

电影说明15μs MD模拟500年0.40 M氯化钠β-amylase SDS在373 Kβ-amylase(蛋白质)的卡通表示0.40 M氯化钠水溶液(未显示)在373 K和500 SDS分子(青色和红色球体),只显示当直接绑定到蛋白质SDS清晰。轨迹平滑和对齐可能介绍一些小视觉工件。