2-Fluorotyrosine is a valuable but understudied amino acid for protein-observed 19F NMR
2-Fluorotyrosine is a valuable but understudied amino acid for protein-observed 19F NMR
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2-氟酪氨酸是一种有价值但尚未充分研究的氨基酸，可用于蛋白质观察 19F NMR
DOI：
10.1007/s10858-019-00290-0
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发表时间：
2020
影响因子：
2.7
通讯作者：
Pomerantz, William C.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ycas, Peter D.;Wagner, Nicole;Olsen, Noelle M.;Fu, Riqiang;Pomerantz, William C.
将19 F掺入蛋白质中允许通过NMR研究它们的分子相互作用。 19 F标记的芳香族氨基酸的研究主要集中于4-,5-或6-氟色氨酸、4-氟苯丙氨酸(4,5或6FW)或3-氟酪氨酸(3FY)，而2-氟酪氨酸(2FY)仍然很大程度上未被研究。在这里，我们报告了不同氟化氨基酸的比较分析。我们首先报告了五种芳香族氨基酸模拟物对溶剂极性变化的 NMR 化学位移响应，并发现响应最强的是 3FY 模拟物，与非质子溶剂（包括 2FY 模拟物）中的其他氨基酸模拟物相比，化学位移变化大 2.9 倍。我们还通过测量2FY在溶液中的NMR弛豫特性以及通过魔角旋转测量氨基酸多晶样品的化学位移各向异性(CSA)，探讨了2FY在19F NMR中的实用性。使用蛋白质观察氟 NMR (PrOF NMR)，我们比较了 2FY 和 3FY 掺入到 CBP/p300 的 KIX 结构域中时对稳定性和 pKaperturbation 的影响。最后，我们研究了 2FY 和 3FY 标记的蛋白质对蛋白质-蛋白质相互作用伙伴 MLL 的 19F NMR 响应，并发现 2FY 可以报告该蛋白质复合物中 3FY 标记未观察到的变构相互作用。对pKa的减少的扰动以及2FY至3FY的类似但减少的CSA支持2FY作为合适的替代氨基酸用于掺入大蛋白质中以进行19 F NMR分析。
Incorporation of19F into proteins allows for the study of their molecular interactions via NMR. The study of19F labeled aromatic amino acids has largely focused on 4-,5-, or 6-fluorotryptophan, 4-fluorophenylalanine, (4,5, or 6FW) or 3-fluorotyrosine (3FY), whereas 2-fluorotyrosine (2FY) has remained largely understudied. Here we report a comparative analysis with different fluorinated amino acids. We first report the NMR chemical shift responsiveness of five aromatic amino acid mimics to changes in solvent polarity and find that the most responsive, a mimic of 3FY, has a 2.9-fold greater change in chemical shift compared to the other amino acid mimics in aprotic solvents including the 2FY mimic. We also probed the utility of 2FY for19F NMR by measuring its NMR relaxation properties in solution and the chemical shift anisotropy (CSA) of a polycrystalline sample of the amino acid by magic angle spinning. Using protein-observed fluorine NMR (PrOF NMR), we compared the influence of 2FY and 3FY incorporation on stability and pKaperturbation when incorporated into the KIX domain of CBP/p300. Lastly, we investigated the19F NMR response of both 2FY and 3FY-labeled proteins to a protein–protein interaction partner, MLL, and discovered that 2FY can report on allosteric interactions that are not observed with 3FY-labeling in this protein complex. The reduced perturbation to pKaand similar but reduced CSA of 2FY to 3FY supports 2FY as a suitable alternative amino acid for incorporation into large proteins for19F NMR analysis.
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