Electrostatic interactions in wild-type and mutant recombinant human myoglobins.
Electrostatic interactions in wild-type and mutant recombinant human myoglobins.
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野生型和突变型重组人肌红蛋白的静电相互作用。
DOI：
10.1021/bi00435a022
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发表时间：
1989
期刊：
影响因子：
2.9
通讯作者：
Boxer,SG
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Varadarajan,R;Lambright,DG;Boxer,SG
斯坦福大学化学系，斯坦福，加利福尼亚州 94305 收稿日期：1988 年 9 月 29 日；修订稿于 1988 年 11 月 30 日收到摘要：人肌红蛋白中的残基 Val68 已通过定点诱变被 Asn、Asp 和 Glu 取代。纯化的蛋白质通过等电聚焦以及吸收、CD 和 NMR 光谱进行表征。这些研究表明，Mb 能够耐受 Asn、Asp 和 Glu 对埋藏疏水残基 Val68 的取代。在 Glu 和 Asp 突变体的 metaquo 衍生物中，残基 68 处的负电荷通过与血红素铁的有利库仑相互作用而稳定。在没有这种相互作用的情况下，如在氰基和亚铁脱氧衍生物中，相对非极性的蛋白质内部不能稳定孤立的埋藏负电荷，并且羧酸盐要么质子化，要么通过与附近远端组氨酸的盐桥稳定。因此，在 Asp 和 Glu 突变蛋白中，还原和氰化物结合都伴随着蛋白质对质子的摄取。脱辅基蛋白是用叶绿素衍生物焦叶绿素锌 a 制备和重建的。野生型和用该衍生物重建的所有突变蛋白的吸收和荧光光谱非常相似。这些结果不支持在与光合蛋白相关的叶绿素光谱中观察到的红移的点电荷模型。根据 Glu 突变体中焦叶绿素锌 a 吸收光谱的 pH 依赖性，埋藏的谷氨酸残基的表观 p/sfa 估计为 8.9。与水溶液中的 Glu 值相比，pH 值增加 4.4 个单位，从而可以衡量蛋白质内部的极性。
Department of Chemistry, Stanford University, Stanford, California 94305 Received September 29, 1988; Revised Manuscript Received November 30, 1988 abstract: Residue Val68 in human myoglobin has been replaced by Asn, Asp, and Glu with site-directed mutagenesis. Purified proteins were characterized by isoelectric focusing and by absorption, CD, and NMR spectroscopy. These studies demonstrated that Mb is able to tolerate substitution of the buried hydrophobic residue Val68 by Asn, Asp, and Glu. In the metaquo derivatives of the Glu and Asp mutants, the negative charge at residue 68 is stabilized by a favorable Coulombic interactionwith the heme iron. In the absence of this interaction, as in the metcyano and ferrous deoxy derivatives, the relatively nonpolar protein interior cannot stabilize an isolated buried negative charge, and the carboxylate is either protonated or stabilized via a salt bridge with the nearby distal histidine. Hence in the Asp and Glu mutant proteins, both reduction and cyanide binding are accompanied by proton uptake by the protein. The apoproteins were prepared and reconstituted with the chlorophyll derivative zinc pyrochlorophyllide a. Absorption and fluorescencespectra were quite similar for wild-type and all mutant proteins reconstituted with this derivative. These results do not support the point charge model for thered shifts observed in the spectra of chlorophylls associated with photosyntheticproteins. From the pH dependence of the absorption spectrum of zinc pyrochlorophyllide a in the Glu mutant, the apparent p/sfa of the buried glutamate residue was estimated to be 8.9. This increase of 4.4 pH units, over the value for Glu in aqueous solution, provides a measure of the polarity of the protein interior.
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DOI：
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1986
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Lee,YC
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通讯作者：
KRANTZ, MJ