Quantifying Secondary Structure Changes in Calmodulin Using 2D-IR Spectroscopy.
Quantifying Secondary Structure Changes in Calmodulin Using 2D-IR Spectroscopy.
复制标题
使用二维红外光谱量化钙调蛋白二级结构的变化。
DOI：
10.1021/acs.analchem.7b02610
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发表时间：
2017
影响因子：
7.4
通讯作者：
Minnes L
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Minnes L
揭示溶液中生物分子过程的细节需要能够在一系列时间和长度尺度上监测结构动力学的工具。我们评估二维红外光谱结合多变量数据分析的能力，以量化的多功能钙结合信使蛋白钙调蛋白（CaM）的二级结构的变化作为温度和Ca 2+浓度的函数。我们的方法与圆二色性（CD）光谱在检测无钙（apo）CaM的域熔融转变（α-螺旋结构减少13%（CD）和15%（2D））方面产生了定量一致性。2D-IR还允许在更热稳定的Ca 2+结合（全息）CaM中观察到的熔融转变和一般加热效应之间的准确区分。明确检测到与Ca 2+摄取相关的功能相关的随机卷曲-α-螺旋转变，其仅涉及总共148个氨基酸残基中的7-8个。温度依赖的分子动力学（MD）模拟结果表明，apo-CaM以动态平衡的方式存在于类holo构象中，而Ca ~（2+）的摄入降低了构象的灵活性。联合收割机的能力，从而提供了一个强大的方法来测量微妙的蛋白质构象变化的解决方案，从二维红外与MD模拟的定量结构的见解。
Revealing the details of biomolecular processes in solution needs tools that can monitor structural dynamics over a range of time and length scales. We assess the ability of 2D-IR spectroscopy in combination with multivariate data analysis to quantify changes in secondary structure of the multifunctional calcium-binding messenger protein Calmodulin (CaM) as a function of temperature and Ca2+concentration. Our approach produced quantitative agreement with circular dichroism (CD) spectroscopy in detecting the domain melting transitions of Ca2+-free (apo) CaM (reduction in α-helix structure by 13% (CD) and 15% (2D)). 2D-IR also allows accurate differentiation between melting transitions and generic heating effects observed in the more thermally stable Ca2+-bound (holo) CaM. The functionally relevant random-coil-α-helix transition associated with Ca2+uptake that involves just 7–8 out of a total of 148 amino acid residues was clearly detected. Temperature-dependent Molecular Dynamics (MD) simulations show thatapo-CaM exists in dynamic equilibrium withholo-like conformations, while Ca2+uptake reduces conformational flexibility. The ability to combine quantitative structural insight from 2D-IR with MD simulations thus offers a powerful approach for measuring subtle protein conformational changes in solution.
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影响因子：
3.4
作者：
Yamniuk, Aaron P.;Ishida, Hiroaki;Vogel, Hans J.
通讯作者：
Vogel, Hans J.
DOI：
10.1021/acs.jpcb.5b07706
发表时间：
2015-11-05
期刊：
The journal of physical chemistry. B
影响因子：
--
作者：
Dunkelberger EB;Grechko M;Zanni MT
通讯作者：
Zanni MT
DOI：
10.1016/j.str.2008.12.015
发表时间：
2009-02-13
期刊：
Structure (London, England : 1993)
影响因子：
--
作者：
Manor J;Mukherjee P;Lin YS;Leonov H;Skinner JL;Zanni MT;Arkin IT
通讯作者：
Arkin IT
钙调蛋白抑制肌醇三磷酸诱导的胰岛内质网 Ca2+ 动员。
DOI：
10.1016/s0006-291x(86)80189-9
发表时间：
1986
影响因子：
3.1
作者：
Wolf,BA;Colca,JR;McDaniel,ML
通讯作者：
McDaniel,ML
影响因子：
4.2
作者：
Baiz, Carlos R.;Peng, Chunte Sam;Tokmakoff, Andrei
通讯作者：
Tokmakoff, Andrei