Stability of halophilic proteins: competition between hydrophobic and electrostatic solvation

嗜盐蛋白质的稳定性：疏水性和静电溶剂化之间的竞争

• 批准号: 27849099
• 负责人: Professor Dr. Joachim Dzubiella
• 金额: --
• 依托单位: Arbeitsgruppe Angewandte Theoretische Physik - Computergestützte Physik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Independent Junior Research Groups
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2005-12-31 至 2013-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/27849099?language=en
• 关键词: Stability; halophilic; proteins; competition; between

Halophile (salzliebende) Proteine, typischerweise zu finden in Archaea, sind so konstruiert, dass sie in extremer, salzreicher Umgebung mit einer Salzkonzentration von etwa 2-4M funktionieren. Experimente z.B. an dem halophilen Enzym HmMDH haben gezeigt, dass ihre Aktivität, Stabilität und Löslichkeit sehr stark vom Salztyp (Hofmeister Effekte) und dessen Konzentration abhängen, Faktoren, die den Wettkampf zwischen hydrophoben und elektrostatischen Wechselwirkungen balancieren. Weiterhin wurde gezeigt, dass Entnetzung von Wasser nahe des hydrophoben Proteinkerns in der Faltung und Assoziation von nicht-halophilen Proteinen eine Schlüsselrolle spielt und sensitiv von elektrischen Feldern beeinflusst wird. Bei den typischerweise stark geladenen halophilen Proteinen ist der Wettkampf zwischen hydrophoben und elektrostatischen Beiträgen sehr verstärkt, und die elektrostatische Abschirmung und der spezifische Einfluss des Salzes werden erwartungsgemäß einen subtilen Einfluss auf Entnetzung, Proteinkollaps und Stabilität haben. In diesem Vorhaben werden wir diese unverstandenen Phänomene mit atomistischen Computersimulationen und mit Methoden der statistischen Physik auf Multiskalen studieren. Die Resultate werden beitragen die Funktionalität von Proteinen in extremer Umgebung besser zu verstehen und zur Konstruktion robuster Moleküle/Proteine in Nano- und Biotechnologie behilflich sein. Zusätzlich werden sie eine klarere Einsicht in die gekoppelte Physik von hydrophoben und stark wechselwirkenden Coulomb Systemen liefern.

嗜盐菌（salzliebende）蛋白质，典型的在细菌中发现，因此它们在极端情况下具有2- 4 M功能的Salzkonzentration。Experimente z.B.嗜盐酶HmMDH具有明显的活性、稳定性和Löslichkeit，它们具有Salztyp（Hofmeister Effekte）和降低浓度的作用，Faktoren，它们具有疏水性和静电平衡。此外，疏水蛋白质的瓦塞尔纳赫水溶液在非嗜盐蛋白质中的溶解和缔合会对电刺激敏感。在典型的嗜盐蛋白质中，疏水和静电的润湿性非常明显，静电的吸收和Salzes韦尔登的特殊影响使蛋白质的吸收和稳定性受到影响。在这一研究中，我们将韦尔登采用原子物理学计算机模拟和统计物理学方法对多尺度研究进行无标准化。Die Resultate韦尔登beitragen die Funktionalität von Proteinen in extremer Umgebung besser zu verstehen und zur Construktion robuster Moleküle/Proteine in Nano- und Biotechnologie behilflich sein.因此韦尔登在疏水的物理学和库仑体系中有一个明显的特征。