Directly monitor protein rearrangement on a nanosecond-to-millisecond time-scale.
Directly monitor protein rearrangement on a nanosecond-to-millisecond time-scale.
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DOI：
10.1038/s41598-017-08385-0
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发表时间：
2017-08-18
影响因子：
4.6
通讯作者：
Chen RP
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen EH;Lu TT;Hsu JC;Tseng YJ;Lim TS;Chen RP
为了直接观察蛋白质折叠漏斗底部从部分错误折叠状态到自然状态的折叠动力学，我们使用了一种“笼子”策略来捕获错误折叠构象中的泛素的β-Sheet结构。我们利用分子动力学模拟来产生笼状诱导的错误折叠结构，并将错误折叠的泛素与天然泛素的结构进行了比较。使用激光闪光照射，笼子可以在一纳秒内从错误折叠的结构中解离出来，我们利用光声量热仪和光热光束偏转技术在纳秒到毫秒的时间尺度上监测了泛素从错误折叠状态到自然状态的复性动力学。我们的结果显示，在这个复性过程中发生了两个复性事件。快事件短于20 ns，对应于激光照射引发的笼子释放时泛素的瞬间崩塌。慢事件为~60 μS，起源于β-Sheet褶皱的构造重排。这一事件持续的时间比通过温度跃升监测到的短肽的β-发夹形成的时间长10倍，这表明β-折叠结构从错误折叠状态到其自然状态的重排需要比β-折叠从头开始折叠更多的时间。
In order to directly observe the refolding kinetics from a partially misfolded state to a native state in the bottom of the protein-folding funnel, we used a “caging” strategy to trap the β-sheet structure of ubiquitin in a misfolded conformation. We used molecular dynamics simulation to generate the cage-induced, misfolded structure and compared the structure of the misfolded ubiquitin with native ubiquitin. Using laser flash irradiation, the cage can be cleaved from the misfolded structure within one nanosecond, and we monitored the refolding kinetics of ubiquitin from this misfolded state to the native state by photoacoustic calorimetry and photothermal beam deflection techniques on nanosecond to millisecond timescales. Our results showed two refolding events in this refolding process. The fast event is shorter than 20 ns and corresponds to the instant collapse of ubiquitin upon cage release initiated by laser irradiation. The slow event is ~60 μs, derived from a structural rearrangement in β-sheet refolding. The event lasts 10 times longer than the timescale of β-hairpin formation for short peptides as monitored by temperature jump, suggesting that rearrangement of a β-sheet structure from a misfolded state to its native state requires more time than ab initio folding of a β-sheet.
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DOI：
10.1073/pnas.0407982102
发表时间：
2005-02-22
影响因子：
11.1
作者：
Kimura, T;Uzawa, T;Fujisawa, T
通讯作者：
Fujisawa, T
影响因子：
4.1
作者：
HALFORD, SE
通讯作者：
HALFORD, SE
影响因子：
64.8
作者：
MINOR, DL;KIM, PS
通讯作者：
KIM, PS
影响因子：
3.3
作者：
Xu, Yao;Du, Deguo;Oyola, Rolando
通讯作者：
Oyola, Rolando
影响因子：
4.9
作者：
Huang, Joseph Jen-Tse;Larsen, Randy W.;Chan, Sunney I.
通讯作者：
Chan, Sunney I.