쉐브론 플롯

Chevron plot
단백질 접기 실험에서 관찰된 전형적인 쉐브론 그림.

쉐브론 플롯은 단백질의 고유 3차 구조를 방해하는 다양한 농도의 변성체가 존재하는 상황에서 단백질을 접는 운동 데이터를 표현하는 방법이다. 이 플롯을 "체브론" 플롯으로 알려진 이유는 관측된 이완율의 로그가 변성농도의 함수로 플롯될 때 관측되는 정관 v 또는 쉐브론 모양 때문이다.

2개 상태 시스템에서 접기 및 펼치기 속도는 변성 중간점(Cm) 이하에서 관찰된 이완 속도를 지배한다. 이렇게 되면 수염의 팔다리를 접고 펴는 용어가 생겨난다. 단백질의 Cm에 대한 선행 정보는 평형 실험을 통해 얻을 수 있다. 2-상태 모델에 적합할 때 접힘과 펼침 속도의 로그는 변성체 농도에 선형적으로 의존한다고 가정하여 각각 접힘과 펼침 m 값(운동 m-값이라고도 함)이라고 하는 경사f m과 m이u 발생한다. 두 비율의 합은 관측된 이완율이다. 평형 m-값과 운동 m-값의 절대 합계 사이의 합치는 일반적으로 두 가지 상태 동작의 서명으로 간주된다. 보고된 변성 실험의 대부분은 298 K에서 요소나 염화 구아니디늄(GuHCl)을 변성제로 하여 수행되었다.

실험방법론

쉐브론의 접히는 사지를 생성하기 위해, 고농축 변성체 용액의 단백질을 정지된 유동장치에 의해 특정 변성체 농도에 적절한 완충제로 빠르게 희석한다(1밀리초 미만). 새로운 평형으로의 이완은 형광과 같은 분광 탐침에 의해 감시되거나 원형의 이분법(CD)에 의해 덜 빈번하게 관찰된다. 희석 부피를 조정하여 특정 불포화농도에서 이완율을 얻는다. 혼합물의 최종 단백질 농도는 이완의 진폭과 신호 대 잡음비에 의해 부과되는 제약조건에 따라 보통 1-20 μM이다. 펼 수 있는 사지는 변성분 무 단백질을 완충액에 농축된 변성분 용액과 섞어서 비슷한 방식으로 생성된다. 이러한 이완율의 로그가 최종 변성농도의 함수로 표시되면, 셰브론 플롯이 결과를 얻는다.

용액의 혼합에 의해 계측기의 데드 타임이 결정되는데, 약 1밀리초 정도 된다. 따라서 정지유동장치는 이완시간이 몇 밀리초인 단백질에 대해서만 사용할 수 있다. 기기의 데드 타임보다 이완 시간이 짧은 경우, 실험 온도를 낮춤으로써(즉 물/버퍼의 점도를 증가시킴) 이완 시간을 몇 밀리초로 증가시킨다. 반면 빠른 접이식 단백질(즉, 이완율이 1~100마이크로초인 단백질), 압력점프([1]데드타임~페우마이크로초), 온도점프(T-점프, 데드타임~페우나노초) 또는 연속흐름 혼합(데드타임~페우마이크로초)의 경우 다른 디포텐트 농도로 진행하면 쉐브론 플롯을 얻을 수 있다.[2]

쉐브론 롤오버

쉐브론의 팔다리가 변성농도와 선형으로 가정되지만 항상 그런 것은 아니다. 비선형성은 대개 두 팔다리 또는 그 중 하나에서 관찰되며, 셰브론 롤오버라고 불린다. 그런 관찰의 이유는 분명하지 않다. 경로상 중간자,[3] 데드 타임 제한, 전환 상태 이동(Hammond effect),[4] 집계 아티팩트,[5] 내리막 폴딩,[6] 소금에 의한 데비-를 포함한 많은 해석이러한 행동을 설명하기 위해 후켈 효과가[7] 제안되었다. 많은 경우에 접히는 사지 롤오버는 낮은 변성분 농도에서 발생하기 때문에 무시되며 데이터는 비율의 선형 의존성을 갖는 2-상태 모델에 적합하다. 따라서 변성제가 없을 때 그러한 단백질에 대해 보고된 접이율은 과대 추정이다.

참고 항목

참조

  1. ^ Jenkins DC, Pearson DS, Harvey A, Sylvester ID, Geeves MA, Pinheiro T (2009). "Rapid folding of the prion protein captured by pressure-jump". Eur Biophys J. 38 (5): 625–35. doi:10.1007/s00249-009-0420-6. PMC 4509520. PMID 19255752.
  2. ^ Ferguson N, Johnson CM, Macias M, Oschkinat H, Fersht A (2001). "Ultrafast folding of WW domains without structured aromatic clusters in the denatured state". Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 98 (23): 13002–13007. Bibcode:2001PNAS...9813002F. doi:10.1073/pnas.221467198. PMC 60814. PMID 11687613.
  3. ^ Sanchez IE, Kiefhaber T (2003). "Evidence for sequential barriers and obligatory intermediates in apparent two-state protein folding". J. Mol. Biol. 325 (2): 367–376. doi:10.1016/S0022-2836(02)01230-5. PMID 12488101.
  4. ^ Ternstrom T, Mayor U, Akke M, Oliveberg M (1999). "From snapshot to movie: φ analysis of protein folding transition states taken one step further". Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 96 (26): 14854–14859. Bibcode:1999PNAS...9614854T. doi:10.1073/pnas.96.26.14854. PMC 24737. PMID 10611302.
  5. ^ Went, HM; Benitez-Cardoza, CG; Jackson, SE (2004). "Is an intermediate state populated on the folding pathway of ubiquitin?". FEBS Letters. 567 (2–3): 333–8. doi:10.1016/j.febslet.2004.04.089. PMID 15178347.
  6. ^ Kaya H, Chan H (2003). "Origins of chevron rollovers in non-two-state protein folding kinetics". Phys. Rev. Lett. 90 (258104–1): 258104–4. arXiv:cond-mat/0302305. Bibcode:2003PhRvL..90y8104K. doi:10.1103/PhysRevLett.90.258104. PMID 12857173. S2CID 15026414.
  7. ^ Rios M, Plaxco K (2005). "Apparent Debye-Huckel effects in the folding of a simple, single domain protein". Biochemistry. 44 (4): 1243–1250. doi:10.1021/bi048444l. PMID 15667218.