Application of Lysine-specific Labeling to Detect Transient Interactions Present During Human Lysozyme Amyloid Fibril Formation.
Application of Lysine-specific Labeling to Detect Transient Interactions Present During Human Lysozyme Amyloid Fibril Formation.
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DOI：
10.1038/s41598-017-14739-5
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发表时间：
2017-11-03
影响因子：
4.6
通讯作者：
Kumita JR
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ahn M;Waudby CA;Bernardo-Gancedo A;De Genst E;Dhulesia A;Salvatella X;Christodoulou J;Dobson CM;Kumita JR
在淀粉样纤维形成和积累过程中，短暂和部分未折叠的物种是一个关键步骤，淀粉样纤维由与罕见但致命的遗传性系统性淀粉样变性相关的人溶菌酶致病变体形成。部分未折叠的物质具有非结构化的β结构域和C螺旋，其余的α结构域保持天然样。在这里，我们使用顺磁弛豫增强（PRE）的NMR光谱测量，研究这些中间物种之间的瞬态分子间相互作用。在三个单独的赖氨酸残基处特异性地引入的氮氧自由基自旋标记产生不同的PRE谱，表明未折叠的β结构域内残基之间存在分子间相互作用。本研究描述了选择性赖氨酸标记的PRE NMR测量的适用性，在蛋白质内的不同位点，作为通过工程半胱氨酸残基引入自旋标记的替代方案。这些结果揭示了溶菌酶的β折叠区对于启动自组装成淀粉样纤维的重要性。
Populating transient and partially unfolded species is a crucial step in the formation and accumulation of amyloid fibrils formed from pathogenic variants of human lysozyme linked with a rare but fatal hereditary systemic amyloidosis. The partially unfolded species possess an unstructured β-domain and C-helix with the rest of the α-domain remaining native-like. Here we use paramagnetic relaxation enhancement (PRE) measured by NMR spectroscopy to study the transient intermolecular interactions between such intermediate species. Nitroxide spin labels, introduced specifically at three individual lysine residues, generate distinct PRE profiles, indicating the presence of intermolecular interactions between residues within the unfolded β-domain. This study describes the applicability to PRE NMR measurements of selective lysine labeling, at different sites within a protein, as an alternative to the introduction of spin labels via engineered cysteine residues. These results reveal the importance of the β-sheet region of lysozyme for initiating self-assembly into amyloid fibrils.
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