Single-molecule protein unfolding and translocation by an ATP-fueled proteolytic machine.
Single-molecule protein unfolding and translocation by an ATP-fueled proteolytic machine.
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DOI：
10.1016/j.cell.2011.03.036
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发表时间：
2011-04-15
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Lang MJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Aubin-Tam ME;Olivares AO;Sauer RT;Baker TA;Lang MJ
所有细胞都使用ATP驱动的蛋白水解酶来控制和调节蛋白质质量。在ClpXP蛋白酶中，ClpX是一种AAA+机器，它识别特定的蛋白质底物，打开这些分子，然后将变性的多肽通过中央孔转移到ClpP中进行降解。在这里，我们使用光学捕获纳米技术来探索多结构域底物的单分子的酶去折叠和移位的机制。我们的实验证明了ClpXP和ClpX在负载下执行机械工作的能力，揭示了单个底物结构域非常快速和高度合作的展开，建议了5-8个氨基酸的易位步长，并支持变性的功率-冲程模型，在该模型中，成功的酶介导的稳定结构域的展开需要酶的机械拉动和蛋白质稳定性的瞬时随机降低之间的一致性。我们预计，对其他AAA+蛋白水解机的机械性能的单分子研究将揭示与ClpXP的许多共同特征。
All cells employ ATP-powered proteases for protein-quality control and regulation. In the ClpXP protease, ClpX is a AAA+ machine that recognizes specific protein substrates, unfolds these molecules, and then translocates the denatured polypeptide through a central pore and into ClpP for degradation. Here, we use optical-trapping nanometry to probe the mechanics of enzymatic unfolding and translocation of single molecules of a multidomain substrate. Our experiments demonstrate the capacity of ClpXP and ClpX to perform mechanical work under load, reveal very fast and highly cooperative unfolding of individual substrate domains, suggest a translocation step size of 5–8 amino acids, and support a power-stroke model of denaturation in which successful enzyme-mediated unfolding of stable domains requires coincidence between mechanical pulling by the enzyme and a transient stochastic reduction in protein stability. We anticipate that single-molecule studies of the mechanical properties of other AAA+ proteolytic machines will reveal many shared features with ClpXP.
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DOI：
10.1073/pnas.96.24.13674
发表时间：
1999-11-23
影响因子：
11.1
作者：
Hollien, J;Marqusee, S
通讯作者：
Marqusee, S
影响因子：
16
作者：
Herman, C;Prakash, S;Gross, CA
通讯作者：
Gross, CA
影响因子：
2.6
作者：
Hwang, Wonmuk;Lang, Matthew J.
通讯作者：
Lang, Matthew J.
影响因子：
10.5
作者：
Gottesman, S;Roche, E;Sauer, RT
通讯作者：
Sauer, RT
DOI：
10.1073/pnas.0706124105
发表时间：
2008-07-08
影响因子：
11.1
作者：
Ferrer, Jorge M.;Lee, Hyungsuk;Lang, Matthew J.
通讯作者：
Lang, Matthew J.