A set of engineered Escherichia coli expression strains for selective isotope and reactivity labeling of amino acid side chains and flavin cofactors.
A set of engineered Escherichia coli expression strains for selective isotope and reactivity labeling of amino acid side chains and flavin cofactors.
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DOI：
10.1371/journal.pone.0079006
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发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Mathes T
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mehlhorn J;Steinocher H;Beck S;Kennis JT;Hegemann P;Mathes T
蛋白质、辅因子和底物之间微妙的分子相互作用促进了生物反应。为了研究和理解它们之间的动态相互作用，研究者必须非常小心，不要影响或扭曲研究对象。作为定点诱变方法的非侵入性替代方法，选择性同位素标记结合振动光谱可用于直接鉴定野生型蛋白质中的结构转变。在这里，我们提出了一套定制的大肠杆菌表达菌株，适合于更换黄素辅因子和/或选择性氨基酸与同位素富集或化学修饰的基板。对于黄素标记，我们报告优化营养缺陷型菌株显着增强黄素吸收特性。使用这些菌株的标记蛋白质生物合成是在使用高细胞密度发酵的优化培养程序中实现的。最后，我们演示了这种方法是如何用于一个明确的分配的振动光谱差异信号的载脂蛋白和辅因子的黄素含感光体的BLUF（蓝光受体使用FAD）家庭。
Biological reactions are facilitated by delicate molecular interactions between proteins, cofactors and substrates. To study and understand their dynamic interactions researchers have to take great care not to influence or distort the object of study. As a non-invasive alternative to a site-directed mutagenesis approach, selective isotope labeling in combination with vibrational spectroscopy may be employed to directly identify structural transitions in wild type proteins. Here we present a set of customized Escherichia coli expression strains, suitable for replacing both the flavin cofactor and/or selective amino acids with isotope enriched or chemically modified substrates. For flavin labeling we report optimized auxotrophic strains with significantly enhanced flavin uptake properties. Labeled protein biosynthesis using these strains was achieved in optimized cultivation procedures using high cell density fermentation. Finally, we demonstrate how this approach is used for a clear assignment of vibrational spectroscopic difference signals of apoprotein and cofactor of a flavin containing photoreceptor of the BLUF (Blue Light receptors Using FAD) family.
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通讯作者：
--
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