NMR analysis of the residual structure in the denatured state of an unusual mutant of staphylococcal nuclease.
NMR analysis of the residual structure in the denatured state of an unusual mutant of staphylococcal nuclease.
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对葡萄球菌核酸酶异常突变体变性状态下的残余结构进行核磁共振分析。
DOI：
10.1016/0969-2126(93)90027-e
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发表时间：
1993
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Abeygunawardana,C
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shortle,D;Abeygunawardana,C
背景葡萄球菌核酸酶是一种成熟的模型系统，用于分析突变对蛋白质折叠和稳定性的影响。用缬氨酸 (Gly88Val) 取代甘氨酸 88 会使葡萄球菌核酸酶不稳定 1.0 kcalmol-1，并降低其对变性剂盐酸胍的敏感性，这种现象可能表明变性状态下残余结构的增加。为了评估其对变性状态结构的影响，将 Gly88Val 突变纳入一个 136 个残基的无义片段中，该片段已开发为野生型变性状态的模型。结果对用 t5N 和 3% 统一标记的 Gly88Val 片段应用二维和三维 NMR 光谱，确定了 136 个残基中的 93 个残基。主链共振的化学位移与野生型天然核酸酶的化学位移的比较、指定共振的二次位移和涉及主链质子的核奥弗豪瑟效应的分析表明，与野生型片段不同，大多数（如果不是全部）五链P-桶结构持续处于这种变性状态。结论Gly88Val突变的一个主要作用是扰乱折叠构象的协同分解，导致更有序和更稳定的变性状态。比野生型序列形成的稳定。由于天然态和变性态之间的平衡取决于它们之间的自由能差，因此 Gly88Val 突变对变性态的稳定会间接破坏天然态的稳定性。
BackgroundStaphylococcal nuclease is a well-developed model system for analyzing the effects of mutations on protein folding and stability. Substitution of glycine 88 with valine (Gly88Val) destabilizes staphylococcal nuclease by 1. O kcal mole-1 and reduces its sensitivity to the denaturant guanidine hydrochloride, a phenomenon which may indicate an increase in residual structure in the denatured state. To assess its effects on denatured state structure, the Gly88Val mutation was incorporated into a 136 residue nonsense fragment which has been developed as a model of the wild type denatured state.ResultsApplication of two-and three-dimensional NMR spectroscopy to the Gly88Val fragment uniformly labeled with t5N and 3% has led to the assignment of 93 of the 136 residues. Comparison of chemical shifts of backbone resonances to those of wild type native nuclease, analysis of the secondary shifts of the assigned resonances and nuclear Overhauser effects involving backbone protons indicate that, unlike the wild type fragment, most if not all of the five-stranded P-barrel structure persists in this denatured state.ConclusionOne major effect of the Gly88Val mutation is to perturb the cooperative breakdown of the folded conformation, leading to a denatured state which is both more ordered and more stable than that formed by the wild type sequence. Since the equilibrium between the native and denatured states depends on the free energy difference between them, stabilization of the denatured state by the Gly88Val mutation indirectly destabilizes the native state.
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