Tetramerik protein - Tetrameric protein

Diğer kullanımlar için bkz. Tetramer.
iki protein alt birimi bir dimer oluşturmak için bağlanır. Daha sonra iki dimer, son tetrameri oluşturmak için bağlanır.
Oluşumu sorbitol dehidrojenaz dimerleri aracılığıyla monomerlerinden tetramer.

Bir tetramerik protein bir protein Birlikte Kuaterner yapı dört alt birim (tetramerik). Homotetramerler dört özdeş var alt birimler (gibi glutatyon S-transferaz ), ve heterotetramerler vardır kompleksler farklı alt birimlerin. Bir tetramer, iki dimer dimer olarak monte edilebilir. homodimer alt birimler (örneğin sorbitol dehidrojenaz ), ya da iki heterodimer alt birimler (örneğin hemoglobin ).

Tetramerlerde alt birim etkileşimleri

Bir tetramer oluşturan alt birimler arasındaki etkileşimler, öncelikle kovalent olmayan etkileşim tarafından belirlenir.[1] Hidrofobik etkiler, hidrojen bağları ve elektrostatik etkileşimler alt birimler arasındaki bu bağlanma işleminin birincil kaynaklarıdır. Homotetramerik proteinler için Sorbitol dehidrojenaz (SDH), yapının bir monomerikten dimerik ve nihayetinde evrimde bir tetramerik yapıya doğru evrimleştiğine inanılıyor. SDH ve diğer birçok tetramerik enzimdeki bağlanma süreci, bedava enerji bu, birleşme ve ayrılma oranından belirlenebilir.[1] Aşağıdaki görüntü, SDH'deki dört alt birimin (A, B, C ve D) montajını göstermektedir.

Alt birimler arasındaki hidrojen bağları

Alt birimler arasındaki hidrojen bağlanma ağlarının, tetramerin kararlılığı için önemli olduğu gösterilmiştir. kuaterner protein yapısı. Örneğin, protein gibi çeşitli yöntemler kullanan bir SDH çalışması sıra hizalamaları, yapısal karşılaştırmalar, enerji hesaplamaları, jel filtreleme deneyleri ve enzim kinetiği deneyleri, tetramerik kuaterner yapıyı stabilize eden önemli bir hidrojen bağ ağını ortaya çıkarabilir. memeli SDH.[1]

İmmünolojide tetramerler

İçinde immünoloji MHC tetramerleri, tetramer deneyleri, antijene özgü sayıları ölçmek için T hücreleri (özellikle CD8 + T hücreleri). MHC tetramerleri, rekombinant sınıf I moleküller Bakteriyel BirA'nın etkisiyle biyotinlenmiş. Bu moleküller ilgili peptit ve and2M ile katlanır ve floresan etiketli bir şekilde tetramerize edilir. Streptavidin. (Streptavidin dörde bağlanır biyotinler molekül başına.) Bu tetramer reaktifi, belirli bir peptid-MHC kompleksi için spesifik olan T hücresi reseptörlerini ifade eden T hücrelerini spesifik olarak etiketleyecektir. Örneğin, bir Kb / FAPGNYPAL tetramer spesifik olarak Sendai virüsüne özel bağlanacaktır. sitotoksik T hücresi bir C57BL / 6 farede. Antijene özgü tepkiler, tüm CD8 + lenfositlerinin bir fraksiyonu olarak CD8 +, tetramer + T hücreleri olarak ölçülebilir.

Tek etiketli MHC sınıf I molekülünün aksine bir tetramer kullanmanın nedeni, tetrahedral tetramerlerin üçe bağlanabilmesidir. TCR'ler aynı anda, tipik sınıf I-peptid-TCR etkileşiminin düşük (10-6 molar) afinitesine rağmen spesifik bağlanmaya izin verir.MHC sınıf II Bunlarla pratik olarak çalışmak daha zor olsa da tetramerler de yapılabilir.[kaynak belirtilmeli ]

Homotetramerler ve heterotetramerler

Bir homotetramerik kompleks, beta-glukuronidaz (bir glikozidaz ). Her alt birim aynı amino asit sıra.
Heterotetramerik molekül hemoglobin, iki farklı türde dört alt birimden oluşur (renkli kırmızı ve mavi.)

Bir homotetramer ilişkili fakat kovalent olarak bağlı olmayan dört özdeş alt birimden oluşan bir protein kompleksidir.[2] Tersine, bir heterotetramer bir veya daha fazla alt birimin farklı olduğu 4 alt birim komplekstir.[3]

Homotetramer örnekleri şunları içerir:

Heterotetramer örnekleri arasında hemoglobin (resimde), NMDA reseptörü, biraz Akuaporinler,[6] biraz AMPA reseptörleri yanı sıra bazı enzimler.[7]

Heterotetramerlerin saflaştırılması

İyon değişim kromatografisi özel heterotetramerik protein topluluklarını izole etmek için yararlıdır ve yüklü peptit etiketlerinin hem sayısına hem de konumuna göre spesifik komplekslerin saflaştırılmasına izin verir.[8][9] Nikel afinite kromatografisi heterotetramer saflaştırması için de kullanılabilir.[10]

İntragenik tamamlama

Bir polipeptidin çoklu kopyaları gen genellikle multimer olarak adlandırılan bir toplam oluşturabilir. Bir multimer, iki farklı tarafından üretilen polipeptitlerden oluşturulduğunda mutant aleller belirli bir gen için karışık multimer, tek başına mutantların her biri tarafından oluşturulan karıştırılmamış multimerlerden daha büyük fonksiyonel aktivite sergileyebilir. Karışık bir multimer, karıştırılmamış multimerlere göre daha fazla işlevsellik gösterdiğinde, fenomen şu şekilde ifade edilir: intragenik tamamlama. İnsanlarda argininosüksinat liyaz (ASL), intragenik tamamlamaya uğrayabilen homotetramerik bir enzimdir. İnsanlarda bir ASL bozukluğu, insanlarda meydana gelen mutasyonlardan kaynaklanabilir. ASL gen, özellikle tetramerik enzimin aktif bölgesini etkileyen mutasyonlar. ASL bozukluğu, farklı bireysel hastalar arasında meydana gelen kapsamlı intragenik tamamlamayı yansıttığı düşünülen önemli klinik ve genetik heterojenite ile ilişkilidir.[11][12][13]

Referanslar

  1. ^ a b c Hellgren M, Kaiser C, de Haij S, Norberg A, Höög JO (2007). "Memeli sorbitol dehidrojenazdaki bir hidrojen bağlama ağı, tetramerik durumu stabilize eder ve katalitik güç için gereklidir". Hücre. Mol. Hayat Bilimi. 64 (23): 3129–3138. doi:10.1007 / s00018-007-7318-1. PMID  17952367. S2CID  22090973.
  2. ^ "GO terimi: protein homotetramerizasyonu". YeastGenome. Arşivlenen orijinal 27 Eylül 2011'de. Alındı 14 Mayıs 2011.
  3. ^ "GO terimi: protein heterotetramerizasyonu". YeastGenome. Arşivlenen orijinal 27 Eylül 2011'de. Alındı 14 Mayıs 2011.
  4. ^ Watanabe, M; Blobel, G (Nisan 1989). "Escherichia coli'den saflaştırılmış sitosolik faktör, bir preproteinin ihracı için gerekli ve yeterlidir ve SecB'nin bir homotetrameridir". Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri. 86 (8): 2728–32. Bibcode:1989PNAS ... 86.2728W. doi:10.1073 / pnas.86.8.2728. PMC  286991. PMID  2649892.
  5. ^ Warren, M. A .; Kucharski, L. M .; Veenstra, A .; Shi, L .; Grulich, P. F .; Maguire, M. E. (1 Temmuz 2004). "CorA Mg2 + Taşıyıcı bir Homotetramerdir". Bakteriyoloji Dergisi. 186 (14): 4605–4612. doi:10.1128 / JB.186.14.4605-4612.2004. PMC  438605. PMID  15231793.
  6. ^ Neely, John D .; Christensen, Birgitte M .; Nielsen, Søren; Agre, Peter (1 Ağustos 1999). "Aquaporin-4 Su Kanallarının Heterotetramerik Bileşimi". Biyokimya. 38 (34): 11156–63. doi:10.1021 / bi990941s. PMID  10460172.
  7. ^ Chang, T.-H .; Hsieh, F.-L .; Ko, T.-P .; Teng, K.-H .; Liang, P.-H .; Wang, A. H.-J. (5 Şubat 2010). "Naneden Heterotetramerik Geranil Pirofosfat Sentazının Yapısı (Mentha piperita) Alt Birimler Arası Yönetmeliği Açıklıyor ". Bitki hücresi. 22 (2): 454–467. doi:10.1105 / tpc.109.071738. PMC  2845413. PMID  20139160.
  8. ^ Sakash, J.B .; Kantrowitz, E.R. (2000). "Bireysel zincirler arası etkileşimlerin T ve R durumlarının istikrarına katkısı Escherichia coli aspartat transkarbamoyaz ". J Biol Kimya. 275 (37): 28701–7. doi:10.1074 / jbc.M005079200. PMID  10875936.
  9. ^ Fairhead, M. (2013). "Tanımlanmış İki Değerli Streptavidinler aracılığıyla Tak ve Çalıştır Eşleştirme". J Mol Biol. 426 (1): 199–214. doi:10.1016 / j.jmb.2013.09.016. PMC  4047826. PMID  24056174.
  10. ^ Howarth, Mark; Chinnapen, Daniel J-F; Gerrow, Kimberly; Dorrestein, Pieter C; Grandy, Melanie R; Kelleher, Neil L; El-Husseini, Alaa; Ting, Alice Y (2006). "Tek bir femtomolar biotin bağlanma bölgesine sahip tek değerli bir streptavidin". Doğa Yöntemleri. 3 (4): 267–73. doi:10.1038 / nmeth861. PMC  2576293. PMID  16554831.
  11. ^ Turner MA, Simpson A, McInnes RR, Howell PL (Ağustos 1997). "İnsan argininosüksinat liyazı: intragenik tamamlama için yapısal bir temel". Proc. Natl. Acad. Sci. AMERİKA BİRLEŞİK DEVLETLERİ. 94 (17): 9063–8. Bibcode:1997PNAS ... 94.9063T. doi:10.1073 / pnas.94.17.9063. PMC  23030. PMID  9256435.
  12. ^ Yu B, Howell PL (Ekim 2000). "İntragenik tamamlama ve argininosüksinat liyazın yapısı ve işlevi". Hücre. Mol. Hayat Bilimi. 57 (11): 1637–51. doi:10.1007 / PL00000646. PMID  11092456. S2CID  1254964.
  13. ^ Yu B, Thompson GD, Yip P, Howell PL, Davidson AR (Aralık 2001). "İnsan argininosüksinat liyaz lokusunda intragenik tamamlama mekanizmaları". Biyokimya. 40 (51): 15581–90. doi:10.1021 / bi011526e. PMID  11747433.

Dış bağlantılar