蛋白质上海设施用户利用液体核磁共振技术研究揭示蛋白质盐桥形成机制

文章来源:  |  发布时间:2017-05-15  |  【打印】 【关闭

  

54日,国际学术期刊Angew Chem Int Ed Engl.在线发表了国家蛋白质科学研究(上海)设施核磁用户中国科学院青岛能源与过程研究所姚礼山研究员课题组的最新研究论文:“Entropy Drives the Formation of Salt Bridges in Protein GB3”。该研究通过优化的核磁共振pH滴定方法,测量了GB34对盐桥在不同温度条件下的强度,并阐明了盐桥形成的机制。

在蛋白质中,盐桥影响蛋白质的功能及理化性质,如酶的催化、蛋白质-蛋白质相互作用、蛋白质-DNA/RNA相互作用、分子识别等,但是盐桥形成机制目前还不清楚。

该课题研究发现,蛋白质盐桥会随着温度的升高而增强,通过范德霍夫方程(-2.303DpKa = DH/RT -DS/R)拟合得到DH DSDH > 0DS > 0,表明熵驱动了盐桥的形成,而焓变不利于盐桥的形成。随后,研究人员采用分子动力学模拟方法计算了盐桥自由能随温度的变化,结果和实验结论一致。计算研究表明,去溶剂化熵对盐桥的形成起到了主导作用,即盐桥的形成导致了原本围绕在离子周围的水分子被释放,从而增加了溶剂的熵值。

文章第一作者为姚礼山研究员课题组的研究生张宁博士和王叶飞同学,研究得到国家自然科学基金委经费支持。该课题的部分核磁实验依托蛋白质上海设施的B600谱仪完成。核磁分析系统技术主管刘志军博士作为该文章的合作者,帮助用户在B600谱仪上建立了特殊的pH滴定实验脉冲序列和优化参数,为该用户课题研究提供了有力的技术支撑。

文章链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201702968/full