Biophysical Characterization of Membrane Proteins Embedded in Nanodiscs Using Fluorescence Correlation Spectroscopy.
Biophysical Characterization of Membrane Proteins Embedded in Nanodiscs Using Fluorescence Correlation Spectroscopy.
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DOI：
10.3390/membranes12040392
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发表时间：
2022-03-31
期刊：
影响因子：
4.2
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
嵌入生物膜中的蛋白质在所有生物体中执行基本功能，充当受体、转运蛋白、通道、细胞粘附分子和其他支持细胞作用。这些膜蛋白占所有人类蛋白质的约30%，并且是约60%的FDA批准的药物的靶标，但是由于与这些不溶性蛋白质的纯化相关的挑战，使用已建立的生物化学和生物物理方法对其进行广泛表征仍然是难以捉摸的。作为回应，纳米盘技术的发展，如纳米脂蛋白颗粒（NLP）和苯乙烯马来酸聚合物（SMALP），允许膜蛋白在溶液中表达和分离，作为脂双层筏的一部分，具有确定的，一致的纳米尺寸和组成，从而实现基于溶液的测量。荧光相关光谱（FCS）是一种相对简单但功能强大的光学显微镜为基础的技术，产生定量的生物物理信息，如扩散动力学和浓度，关于个别或相互作用的物种在溶液中。在这里，我们首先总结了当前的纳米盘技术和FCS的基本原理。然后，我们提供了一个集中审查的研究，采用FCS与纳米盘技术相结合，调查少数膜蛋白，包括细菌视紫红质，细菌分裂蛋白ZipA，细菌膜插入酶SecYEG和YidC，鼠疫耶尔森氏菌III型分泌蛋白YopB，酵母细胞壁应力传感器Wsc1，表皮生长因子受体（EGFR），ABC转运蛋白，和几个G蛋白偶联受体（GPCR）。
Proteins embedded in biological membranes perform essential functions in all organisms, serving as receptors, transporters, channels, cell adhesion molecules, and other supporting cellular roles. These membrane proteins comprise ~30% of all human proteins and are the targets of ~60% of FDA-approved drugs, yet their extensive characterization using established biochemical and biophysical methods has continued to be elusive due to challenges associated with the purification of these insoluble proteins. In response, the development of nanodisc techniques, such as nanolipoprotein particles (NLPs) and styrene maleic acid polymers (SMALPs), allowed membrane proteins to be expressed and isolated in solution as part of lipid bilayer rafts with defined, consistent nanometer sizes and compositions, thus enabling solution-based measurements. Fluorescence correlation spectroscopy (FCS) is a relatively simple yet powerful optical microscopy-based technique that yields quantitative biophysical information, such as diffusion kinetics and concentrations, about individual or interacting species in solution. Here, we first summarize current nanodisc techniques and FCS fundamentals. We then provide a focused review of studies that employed FCS in combination with nanodisc technology to investigate a handful of membrane proteins, including bacteriorhodopsin, bacterial division protein ZipA, bacterial membrane insertases SecYEG and YidC, Yersinia pestis type III secretion protein YopB, yeast cell wall stress sensor Wsc1, epidermal growth factor receptor (EGFR), ABC transporters, and several G protein-coupled receptors (GPCRs).
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影响因子：
4.7
作者：
Fischer NO;Infante E;Ishikawa T;Blanchette CD;Bourne N;Hoeprich PD;Mason PW
通讯作者：
Mason PW
影响因子：
6.8
作者：
Brown, Chanelle J.;Trieber, Catharine;Overduin, Michael
通讯作者：
Overduin, Michael
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3.7
作者：
Coleman, Matthew A.;Cappuccio, Jenny A.;Chromy, Brett A.
通讯作者：
Chromy, Brett A.
影响因子：
5.4
作者：
Almen, Markus Sallman;Nordstrom, Karl J. V.;Schioth, Helgi B.
通讯作者：
Schioth, Helgi B.
使用纳米散发的抗体噬菌体显示膜蛋白的结构研究构象伴侣。
DOI：
10.1016/j.str.2015.11.014
发表时间：
2016-02-02
期刊：
Structure (London, England : 1993)
影响因子：
--
作者：
Dominik PK;Borowska MT;Dalmas O;Kim SS;Perozo E;Keenan RJ;Kossiakoff AA
通讯作者：
Kossiakoff AA