단백질-지질 상호작용

Protein–lipid interaction

단백질-지질 상호작용은 지질 물리적 상태에 대한 막단백질의 영향 또는 그 반대입니다.

막의 구조와 기능에 대한 이해와 관련된 질문은 다음과 같습니다. 1) 고유 막 단백질은 지질과 단단히 결합하는가(고리형 지질 껍질 참조), 그리고 단백질에 인접한 지질층의 특성은 무엇인가요? 2) 막단백질은 막지질의 순서나 역학에 장기적인 영향을 미치는가? 3) 지질은 막단백질의 구조 및/또는 기능에 어떤 영향을 미칩니까? 4) 층 표면에 결합하는 말초막 단백질은 지질과 어떻게 상호 작용하고 그 행동에 영향을 미치나요?

이중층의 고유 막 단백질에 대한 지질의 결합

대규모 연구 노력은 단백질이 특정 지질에 특이적인 결합 부위를 가지고 있는지 여부와 단백질-지질 복합체가 일반적인 효소의 전환에 필요한 시간, 즉 10초 정도로 장수하는 것으로 간주될 수−3 있는지 여부를 알기 위한 접근법을 포함합니다. 이는 현재 H-NMR, ESR, 형광법을 이용하여 알려져 있습니다.

특정 막 단백질에 결합하는 지질의 상대적 친화도를 측정하는 데 사용되는 두 가지 접근법이 있습니다. 여기에는 관심 단백질을 포함하는 재구성된 인지질 소포에서 지질 유사체의 사용이 포함됩니다: 1) 스핀-표지된 인지질은 막 단백질에 인접할 때 모션적으로 제한됩니다. 그 결과 ESR 스펙트럼의 구성 요소가 넓어집니다. 실험 스펙트럼은 두 성분의 합으로 분석할 수 있는데, 스펙트럼이 날카로운 '벌크' 지질상에서 빠르게 텀블링하는 종과 단백질에 인접한 동작제한 성분입니다. 막 단백질 변성은 ESR 스핀 라벨 스펙트럼의 추가적인 확장을 야기하고 막 지질-단백질 상호작용에 더 많은 빛을 던집니다 2) 스핀 라벨 및 브롬화 지질 유도체는 막 단백질로부터 고유한 트립토판 형광을 퀀칭할 수 있습니다. 퀀칭의 효율은 지질 유도체와 형광 트립토판 사이의 거리에 따라 달라집니다.

측면막 단백질의 존재로 인한 지질 이중층의 교란

중수소화 인지질을 사용한 대부분의 H-NMR 실험은 단백질의 존재가 이완 시간에 의해 측정된 이중층 지질의 순서 매개변수 또는 지질 역학에 거의 영향을 미치지 않는다는 것을 보여줍니다. NMR 실험으로 인한 전체적인 견해는 1) 경계 지질과 유리 지질 사이의 교환 속도가 빠르다는 것, 2) 결합 지질의7−1 순서 매개변수가 단백질에 인접하여 거의 영향을 받지 않는다는 것, 3) 아실 사슬 방향의 역학이 10초의9−1 주파수 범위에서 약간만 느려진다는 것, 그리고 4) 극성 헤드 그룹의 방향과 역학은 막횡단 단백질에 인접함으로써 유사하게 어떤 실질적인 방식으로도 영향을 받지 않는다는 것. 13C-NMR 스펙트럼은 또한 생체막의 특정 지질-단백질 상호작용에 대한 정보를 제공합니다.

지질 이중층 내 복굴절[3](또는 순서)을 측정하는 이중편광간섭계(Dual Polarization Interferometry)와 같은 비표지 광학 방법을 사용한 최근 결과는 펩티드와 단백질 상호작용이 이중층 순서에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지를 보여주는 데 사용되었습니다. 구체적으로, 이중층 및 임계 펩티드 농도에 대한 실시간 연관성을 입증하고, 그 후 펩티드가 침투하여 이중층 순서를 파괴합니다.[4]

막단백질의 backbone 및 solid chain dynamics

고체 상태 NMR 기술은 막 단백질 내의 개별 아미노산 잔기의 역학에 대한 상세한 정보를 산출할 가능성이 있습니다. 그러나 이 기술은 많은 양의 동위원소 표지 단백질(100-200 mg)을 필요로 할 수 있으며 분광학적 할당이 가능한 작은 단백질에 적용할 때 가장 유용합니다.

지질 이중층에 대한 말초막 단백질의 결합

많은 말초막 단백질은 주로 통합막 단백질과의 상호작용을 통해 막에 결합합니다. 그러나 지질 이중층의 표면과 직접 상호작용하는 다양한 단백질 그룹이 있습니다. 미엘린 염기성 단백질과 스펙트린과 같은 일부는 주로 구조적 역할을 합니다. 다수의 수용성 단백질은 일시적으로 또는 특정 조건하에서 이중층 표면에 결합할 수 있습니다.

전형적으로 단백질의 소수성 영역을 노출시키는 잘못된 접힘 과정은 종종 지질막에 대한 결합 및 후속 응집, 예를 들어 신경퇴행성 장애, 신경 스트레스 및 세포자멸사 동안 관련됩니다.[5]

참고 항목

참고문헌

  1. ^ YashRoy, Rakesh c. (1991). "Protein heat denaturation and study of membrane lipid-protein interactions by spin label ESR". Journal of Biochemical and Biophysical Methods. 22 (1): 55–59. doi:10.1016/0165-022X(91)90081-7. PMID 1848569.
  2. ^ YashRoy, Rakesh C. (1991). "13C-NMR studies of membrane lipid-protein interactions upon protein heat denaturation". Journal of Biochemical and Biophysical Methods. 23 (3): 259–261. doi:10.1016/0165-022X(91)90019-S. PMID 1779098.
  3. ^ Mashaghi, Alireza; Swann, Marcus; Popplewell, Jonathan; Textor, Marcus; Reimhult, Erik (2008). "Optical Anisotropy of Supported Lipid Structures Probed by Waveguide Spectroscopy and Its Application to Study of Supported Lipid Bilayer Formation Kinetics". Analytical Chemistry. 80 (10): 3666–3676. doi:10.1021/ac800027s. PMID 18422336.
  4. ^ Lee, Tzong-Hsien; Heng, Christine; Swann, Marcus J.; Gehman, John D.; Separovic, Frances; Aguilar, Marie-Isabel (2010). "Real-time quantitative analysis of lipid disordering by aurein 1.2 during membrane adsorption, destabilisation and lysis". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes. 1798 (10): 1977–1986. doi:10.1016/j.bbamem.2010.06.023. PMID 20599687.
  5. ^ Sanghera, Narinder; Swann, Marcus J.; Ronan, Gerry; Pinheiro, Teresa J.T. (2009). "Insight into early events in the aggregation of the prion protein on lipid membranes". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes. 1788 (10): 2245–2251. doi:10.1016/j.bbamem.2009.08.005. PMID 19703409.

더보기

  • 로버트 B. 제니스. "생체막, 분자 구조와 기능" 스프링어 베를라그, 뉴욕, 1989.
  • H L Scott, Jr & T J Co. "이층에서 지질-단백질 상호작용에 대한 이론적 연구" Biophys J. 1983년 6월; 42(3): 219-224.