생화학과 구조 생물학의 영역에서 단백질과 금속 이온 사이의 복잡한 관계를 이해하는 것이 가장 중요합니다. 금속 이온은 효소 촉매, 신호 전달 및 단백질의 구조적 완전성을 유지하는 수많은 생물학적 과정에서 중요한 역할을한다. 금속 결합을 포함하여 단백질 - 리간드 상호 작용을 연구하는 데 유용한 도구로 등장한 강력한 기술 중 하나는 알라닌 스캐닝 (ALA 스캔)입니다. 주요 ALA 스캔 서비스 제공 업체로서, 나는 단백질 금속 결합 연구의 맥락에서 ALA 스캔의 잠재력을 탐구하게되어 기쁩니다.
ALA 스캔 란 무엇입니까?
알라닌 주사는 단백질 또는 펩티드의 각 아미노산 잔기가 알라닌 잔기로 체계적으로 대체되는 부위 - 지시 된 돌연변이 유발 기술이다. 알라닌은 다른 아미노산에 비해 입체 및 전자 효과를 최소화하는 비교적 단순한 측쇄 - 메틸 그룹을 갖기 때문에 선택됩니다. 일련의 단일 - 알라닌 돌연변이 체를 생성함으로써, 연구자들은 단백질의 전체 기능, 안정성 또는 결합 친화력에 대한 각 잔기의 기여를 평가할 수있다.
ALA 스캔의 기본 원리는 특정 잔기를 알라닌으로 대체하면 관심 특성 (예 : 금속 이온에 대한 친화력과 같은)의 상당한 변화가 발생하는 경우, 잔류 물이 상호 작용에 중요 할 가능성이 있다는 것입니다. 반대로, 치환이 효과가 거의 없거나 전혀없는 경우, 잔기는 덜 중요 할 수있다.
금속 - 단백질의 결합 부위
단백질의 금속 - 결합 부위는 매우 특이 적이며 종종 측면 - 사슬 기능 그룹을 통해 금속 이온을 조정하는 아미노산 잔기의 조합을 포함합니다. 금속 조정에 관여하는 일반적인 아미노산에는 히스티딘, 시스테인, 아스파 테이트 및 글루타메이트가 포함됩니다. 예를 들어, 히스티딘은 아연, 구리 및 니켈과 같은 다양한 금속 이온에 대한 리간드 역할을 할 수있는 이미 다졸 측쇄를 갖는다. 시스테인은 수은 및 카드뮴과 같은 연질 금속 이온을 결합하는데 특히 효과적인 티올 그룹을 함유한다.
이 금속 결합 부위는 금속 이온 및 조정 잔류 물에 따라 사면체, 팔면체 또는 정사각형 평면과 같은 다른 형상을 가질 수 있습니다. 이들 부위의 정확한 조성과 구조를 이해하는 것은 금속 의존 단백질 기능의 메커니즘을 설명하는 데 필수적이다.
ALA 스캔을 사용하여 단백질 금속 - 결합을 연구합니다
주요 잔류 물을 식별합니다
금속 - 결합 연구에서 ALA 스캔의 주요 응용 중 하나는 금속 조정과 관련된 주요 아미노산 잔기를 식별하는 것입니다. 추정 금속 - 결합 부위에서 알라닌에 각각의 잔기를 체계적으로 돌연변이하고, 돌연변이 체 단백질의 금속 이온에 대한 결합 친화력을 측정함으로써, 연구자들은 상호 작용에 필수적인 잔기를 정확히 찾아 낼 수있다.
예를 들어, 아연 이온에 결합하는 것으로 의심되는 단백질을 고려하십시오. 제안 된 아연 - 결합 영역의 잔류 물에서 ALA 스캔을 수행함으로써, 아연을 조정하는 데 직접적으로 관여하는 잔기를 결정할 수 있습니다. 히스티딘 잔기를 알라닌으로 대체하면 아연 - 결합 친화력이 크게 감소한 경우, 히스티딘이 주요 조정 잔기임을 강력하게 시사한다.
비 - 조정 잔기의 기여 평가
조정 잔류 물을 식별하는 것 외에도, ALA 스캔을 사용하여 비 - 조정 잔기의 금속 - 결합에 대한 기여를 평가할 수 있습니다. 이들 비 조정 잔기는 수소 결합, 정전기 상호 작용을 통해 금속 결합 부위를 안정화 시키거나 단백질의 전체 구조를 유지함으로써 금속 결합 부위를 안정화시키는 역할을 할 수있다.
![Boc-His(Trt)-OH [ CAS No. 32926-43-5]](/uploads/42783/boc-his-trt-oh-cas-no-32926-43-567d7d.png)
예를 들어, 금속 - 결합 부위 근처에 위치한 잔류 물은 조정 잔기 중 하나와 수소 결합을 형성하여 금속 - 결합 복합체의 방향 및 안정성에 영향을 미칠 수 있습니다. 이 잔기를 알라닌으로 돌리면 금속 - 결합 친화력에 대한 영향을 평가하고 전체 결합 메커니즘에서 그 중요성을 결정할 수 있습니다.
다른 금속 이온 비교
ALA 스캔을 사용하여 상이한 금속 이온의 단백질에 대한 결합을 비교할 수있다. 상이한 금속 이온은 전하, 크기 및 배위 형상과 같은 다른 화학적 특성을 가지며, 이는 단백질과의 상호 작용에 영향을 줄 수있다. 각 금속 이온에 대한 ALA 스캔을 수행하고 결과를 비교함으로써 금속 결합 부위의 특이성과 특정 금속 이온의 선호도를 결정하는 요인에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.
예를 들어, 단백질은 구리 이온에 대해 높은 친화력을 보이지만 아연 이온에 대한 친화력이 낮을 수 있습니다. 구리 및 아연 결합에 대한 ALA 스캔 결과를 비교함으로써, 우리는 구리 결합에 더 중요한 잔류 물을 식별하고 선택성에 대한 분자 기초를 이해할 수있다.
사례 연구
ALA 스캔이 단백질 금속 - 결합을 연구하는 데 어떻게 사용되었는지에 대한 실제 예를 살펴 보겠습니다.
예 1 : 효소 촉매에 관여하는 메탈 로프 로테인
촉매 활성을 위해 아연 이온이 필요한 메탈로 엔자임을 고려하십시오. 효소의 활성 부위는 아연 이온을 조정하는 것으로 의심되는 히스티딘 및 글루타메이트 잔기 클러스터를 함유한다. 연구자들은 이들 잔기에 대한 ALA 스캔을 수행함으로써 특정 히스티딘 잔기의 알라닌으로의 치환이 효소의 활성 및 아연 - 결합 능력을 완전히 폐지한다는 것을 발견했다. 이것은 히스티딘 잔기가 금속 결합 및 촉매에 필수적임을 나타냈다.
예 2 : 금속 - 결합 펩티드
짧은 펩티드는 구리 이온에 결합하도록 설계되었다. ALA 스캔을 사용하여 구리 결합에 기여한 잔류 물을 결정 하였다. 결과는 시스테인 잔기 및 히스티딘 잔기가 결합에 중요하고 다른 잔기는 더 적은 영향을 미쳤다는 것을 보여 주었다. 이 정보는 더 나은 구리 - 결합 친화력을 위해 펩티드 서열을 최적화하는 데 사용되었습니다.
우리의 ALA 스캔 서비스
주요 ALA 스캔 서비스 제공 업체로서 우리는 단백질 금속 결합 연구를 지원하기위한 포괄적 인 서비스를 제공합니다. 우리의 주 - 예술 시설과 경험이 풍부한 과학자 팀은 높은 품질의 결과를 보장합니다.
우리는 다양한 크기와 복잡성의 단백질에 대한 ALA 스캔을 수행 할 수 있습니다. 우리의 서비스에는 알라닌 돌연변이 체의 설계 및 합성, 돌연변이 체 단백질의 정제 및 등온 적정 열량 측정 (ITC) 및 표면 플라즈몬 공명 (SPR)과 같은 고급 기술을 사용한 금속 결합 친화력의 측정이 포함됩니다.
또한 결과에 대한 자세한 분석 및 해석을 제공합니다. 우리의 과학자들은 당신의 연구 목표를 이해하고 금속 결합에서 각 잔류 물의 역할에 대한 통찰력을 제공하기 위해 당신과 긴밀히 협력 할 것입니다.
연구와 관련된 펩티드에 관심이 있다면 광범위한 제품을 제공합니다. 예를 들어, 당신은 그것을 탐색 할 수 있습니다멜라노 사이트 단백질 PMEL 17 (130-138) (인간). 우리는 또한 고품질 아미노산과 같은 고품질 아미노산을 가지고 있습니다BOC -HIS (TRT) -OH [CAS No. 32926-43-5]그리고Tbuo -Ste -Glu (OTBU) -OHALA 스캔 실험을 위해 펩티드 합성에 사용될 수 있습니다.
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참조
- Cunningham, BC, & Wells, JA (1989). 알라닌 - 스캐닝 돌연변이 유발에 의한 HGH- 수용체 상호 작용의 고해상도 에피토프 매핑. 과학, 244 (4908), 1081-1085.
- Noodleman, L., & Case, DA (2000). 금속 단백질의 밀도 기능 이론. 화학 연구의 설명, 33 (7), 431-438.
- Sigel, A., & Sigel, H. (1996). 생물학적 시스템의 금속 이온 : 부피 32 : 금속 - 단백질 상호 작용. Marcel Dekker.