멤브레인 단백질-단백질 상호 작용 분석을 위한 기본 세포막 나노입자 시스템

Kyle G. Kroeck; Weihua Qiu; Claudio Catalano; Thi Kim Hoang Trinh; Youzhong Guo

doi:10.3791/61298

이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.

방법 논문

멤브레인 단백질-단백질 상호 작용 분석을 위한 기본 세포막 나노입자 시스템

5.6K 조회수

⸱

DOI:

10.3791/61298

⸱

2020년 7월 16일

Kyle G. Kroeck¹^,² , Weihua Qiu¹^,² , Claudio Catalano¹^,² , Thi Kim Hoang Trinh¹^,² , Youzhong Guo¹^,²

¹Department of Medicinal Chemistry, School of Pharmacy, Virginia Commonwealth University, ²Institute for Structural Biology, Drug Discovery and Development, School of Pharmacy, Virginia Commonwealth University

이 논문에서

요약

여기에 제시된 전자 현미경 검사법과 함께 네이티브 세포막 나노입자 시스템을 활용하는 멤브레인 단백질의 올리고메황 상태의 측정을 위한 프로토콜이 여기에 제시된다.

초록

세포막 시스템에서 단백질 단백질 상호 작용은 세포간 상호 작용에서 신호 트랜스듀션에 이르기까지 광범위한 생물학적 프로세스에서 중요한 역할을 합니다. 환경 신호를 감지하는 것에서 생물학적 반응에 이르기까지; 신진 대사 조절에서 발달 제어에 이르기까지. 단백질-단백질 상호 작용의 정확한 구조 정보는 막 단백질 복합체의 분자 메커니즘을 이해하고 이러한 단백질을 조절하기 위해 매우 구체적인 분자의 설계에 매우 중요합니다. 생체 내 및 체외 접근법은 단백질 단백질 상호 작용의 검출 그리고 분석을 위해 개발되었습니다. 그 중 구조적 생물학 접근법은 원자 수준에서 단백질 단백질 상호 작용의 직접적인 구조적 정보를 제공할 수 있다는 점에서 독특합니다. 그러나, 현재 막 단백질 구조 생물학은 여전히 주로 세제 기반 방법으로 제한됩니다. 세제 기반 방법의 주요 단점은 그들의 네이티브 지질 이중층 환경이 세제 분자에 의해 제거되면 종종 해리 또는 변성 막 단백질 복합체이다. 우리는 막 단백질 구조 생물학을 위한 토착 세포막 나노입자 시스템을 개발하고 있습니다. 여기서, 우리는 AcrB의 올리고메황 상태의 사례 연구와 세포막에 단백질 단백질 상호 작용의 분석에 이 시스템의 사용을 보여줍니다.

서론

단백질 단백질 상호 작용 (PPI)은 단백질의 구조와 기능의 유지에서 전체 시스템의 조절에 이르기까지 생물학 전반에 걸쳐 중추적 인 역할을합니다. PPI는 다양한 형태로 제공되며 형성되는 상호 작용 유형에 따라 분류될 수 있습니다. 이러한 분류중 하나는 상호작용이 동일한 하위 단위 또는 하위 단위로 작용하는 다른 단백질 사이의 여부에 따라 호모올리고메릭 또는 이종성고름입니다. 또 다른 분류는 상호 작용이 안정적인 복합체 또는 일시적인 복잡한 상태의 형성으로 이어지는 경우 상호 작용의 강도를 기반으로합니다. 단백질 간의 PPI에 대한 구조적 정보는 단백질이 기능을 수행하는 메커니즘을 이해하는 데 중요합니다. 단백질의 80% 이상이 기능성 역할^1을수행하기 위해 복잡한 형성에 의존하는 것으로 추정되고 있다. 생물학에서 그들의 중요성을 제대로 작동하기 위해 PPI에 의존하는 것으로 관찰된 단백질의 비율을 감안할 때, 그러나 이러한 상호 작용에 관여하는 단백질을 제대로 조사 할 수 있다는 것은 단백질이 PPI를 형성할 때 실험적으로 관찰할 수 있는 기술의 제한으로 인해 도전적인 남아 있다.

많은 실험적으로 결정된 PPI에 대한 결과 사이에 는 높은 수준의 노이즈, 거짓 긍정 및 현재 사용 가능한 PPI 결정 ....