В сферата на биохимията и структурната биология разбирането на сложната връзка между протеините и металните йони е от първостепенно значение. Металните йони играят решаваща роля в множество биологични процеси, включително ензимна катализа, трансдукция на сигнала и поддържане на структурната цялост на протеините. Една мощна техника, която се превърна в ценен инструмент за изучаване на взаимодействията между протеини - лиганд, включително метално свързване, е сканирането на аланин (ALA сканиране). Като водещ доставчик на услуги за сканиране на ALA, аз съм развълнуван да проуча потенциала на ALA Scan в контекста на проучвания за свързване на протеинови метали.
Какво е ALA SCAN?
Сканирането на аланин е техника на мутагенеза, насочена към мутагенеза, при която всеки остатък от аминокиселини в протеин или пептид се заменя систематично с аланин остатък. Аланинът е избран, тъй като има сравнително проста странична верига, метилова група, която свежда до минимум стеричните и електронните ефекти в сравнение с други аминокиселини. Създавайки серия от единични мутанти на аланин, изследователите могат да оценят приноса на всеки остатък за цялостната функция, стабилност или афинитет на свързване на протеина.
Основният принцип за сканирането на ALA е, че ако заместването на определен остатък с аланин води до значителна промяна в свойството на интерес (като афинитет на свързване с метален йон), тогава този остатък вероятно е важен за взаимодействието. И обратно, ако заместването има малък или никакъв ефект, остатъкът може да бъде по -малко критичен.
Метални - свързващи сайтове в протеини
Метално -свързващите места в протеините са силно специфични и често включват комбинация от аминокиселинни остатъци, които координират металния йон през техните странични функционални групи. Общите аминокиселини, участващи в координацията на метала, включват хистидин, цистеин, аспартат и глутамат. Например, хистидинът има имидазол странична верига, която може да действа като лиганд за различни метални йони като цинк, мед и никел. Цистеинът съдържа тиолна група, която е особено ефективна при свързване на меки метални йони като живак и кадмий.
Тези метални места за свързване могат да имат различни геометрии, като тетраедрични, октаедрични или квадратни - равнинни, в зависимост от металния йон и координиращите остатъци. Разбирането на точния състав и структурата на тези сайтове е от съществено значение за изясняване на механизма на метално зависима протеинова функция.
Използване на ALA сканиране за изследване на протеинов метал - свързване
Идентифициране на ключови остатъци
Едно от основните приложения на ALA сканиране в метални изследвания е да се идентифицират ключовите аминокиселинни остатъци, участващи в металната координация. Чрез систематично мутиране на всеки остатък в предполагаемо метално свързващо място към аланин и измерване на афинитета на свързване на мутантния протеин към металния йон, изследователите могат да определят остатъците, които са от съществено значение за взаимодействието.
Например, помислете за протеин, заподозрян за свързване на цинков йон. Извършвайки сканиране на ALA върху остатъците в предложения цинк -свързващ участък, можем да определим кои остатъци участват пряко в координирането на цинк. Ако заместването на хистидин остатък с аланин води до значително намаляване на афинитета на цинк -свързващ афинитет, това силно подсказва, че хистидинът е ключов координиращ остатък.
Оценка на приноса на не -координиращи остатъци
В допълнение към идентифицирането на координиращи остатъци, SCAN ALA може да се използва и за оценка на приноса на не -координиращи остатъци към метално свързване. Тези не -координиращи остатъци могат да играят роля за стабилизиране на металното свързващо място чрез водородна връзка, електростатични взаимодействия или чрез поддържане на общата структура на протеина.
![Boc-His(Trt)-OH [ CAS No. 32926-43-5]](/uploads/42783/boc-his-trt-oh-cas-no-32926-43-567d7d.png)
Например, остатък, разположен в близост до металното свързващо място, може да образува водородна връзка с един от координиращите остатъци, като по този начин влияе на ориентацията и стабилността на металното свързващ комплекс. Мутирайки този остатък на аланин, можем да оценим неговото въздействие върху афинитета на метал -свързващ афинитет и да определим неговото значение в общия механизъм за свързване.
Сравняване на различни метални йони
ALA сканирането може да се използва и за сравняване на свързването на различни метални йони с протеин. Различните метални йони имат различни химични свойства, като заряд, размер и геометрия на координацията, което може да повлияе на взаимодействието им с протеина. Изпълнявайки сканиране на ALA за всеки метален йон и сравнявайки резултатите, можем да добием представа за специфичността на металното свързващо място и факторите, които определят предпочитанието за определен метален йон.
Например, протеинът може да покаже висок афинитет към медните йони, но нисък афинитет към цинковите йони. Сравнявайки резултатите от сканирането на ALA за свързване на мед и цинк, можем да идентифицираме остатъците, които са по -критични за свързването на медта и да разберем молекулната основа за селективността.
Казуси
Нека разгледаме някои реални - световни примери за това как ALA Scan е използвано за изследване на протеиновия метал - свързване.
Пример 1: Металопротеин, участващ в ензимната катализа
Помислете за металоензим, който изисква цинков йон за неговата каталитична активност. Активното място на ензима съдържа клъстер от остатъци от хистидин и глутамат, за които се подозира, че координира цинковия йон. Изпълнявайки ALA сканиране на тези остатъци, изследователите откриха, че заместването на определен хистидин остатък с аланин напълно премахва активността на ензима и способността за свързване на цинк. Това показва, че хистидиновият остатък е от съществено значение както за металното свързване, така и за катализата.
Пример 2: Пептид за свързване на метал
Кратък пептид е проектиран така, че да свързва меден йон. ALA сканиране се използва за определяне на остатъците, допринесли за свързването на медта. Резултатите показват, че цистеиновият остатък и хистидиновият остатък са критични за свързването, докато други остатъци имат по -малко въздействие. Тази информация се използва за оптимизиране на пептидната последователност за по -добър мед -свързващ афинитет.
Нашите услуги за сканиране на ALA
Като водещ доставчик на услуги за сканиране на ALA, ние предлагаме изчерпателен набор от услуги в подкрепа на вашите проучвания за свързване на протеинови метали. Нашата държава - на - художествените съоръжения и опитни екип от учени осигуряват висококачествени резултати.
Можем да извършим ALA сканиране на протеини с различни размери и сложности. Нашата услуга включва дизайна и синтеза на аланиновите мутанти, пречистването на мутантните протеини и измерването на афинитета на метално свързване с помощта на усъвършенствани техники като изотермична титрична калориметрия (ITC) и повърхностна плазмонова резонанс (SPR).
Ние също така предоставяме подробен анализ и интерпретация на резултатите. Нашите учени ще работят в тясно сътрудничество с вас, за да разберат вашите изследователски цели и да дадат представа за ролята на всеки остатък в метал - свързване.
Ако се интересувате от пептиди, свързани с вашите изследвания, ние предлагаме широка гама от продукти. Например можете да изследватеМеланоцитен протеин PMEL 17 (130 - 138) (човек). Имаме и висококачествени аминокиселини катоBOC - HIS (TRT) - OH [CAS No. 32926 - 43 - 5]иTBuO - Ste - Glu(OtBu) - OHТова може да се използва в синтеза на пептиди за вашите експерименти с сканиране на ALA.
Свържете се с нас за обществени поръчки и сътрудничество
Ако провеждате изследвания на протеиновия метал - свързване и се интересувате от нашите услуги за сканиране на ALA, ние ви насърчаваме да се свържете с нас. Нашият екип е готов да обсъди изискванията на вашия проект, да предостави подробна оферта и да отговори на всички въпроси, които може да имате. Независимо дали сте академичен изследовател, биотехнологична компания или фармацевтична фирма, ние се ангажираме да ви предоставим най -добрите услуги в клас, за да подкрепим вашите научни начинания.
ЛИТЕРАТУРА
- Cunningham, BC, & Wells, JA (1989). Картиране на епитопи с висока разделителна способност на HGH - рецепторни взаимодействия чрез аланин - сканираща мутагенеза. Science, 244 (4908), 1081 - 1085.
- Noodleman, L., & Case, DA (2000). Функционална теория на плътността на металните протеини. Сметки за химически изследвания, 33 (7), 431 - 438.
- Sigel, A., & Sigel, H. (1996). Метални йони в биологични системи: том 32: Метални - протеинови взаимодействия. Марсел Деккер.