Huella de proteínas

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Huella de proteínas es un término usado para referirse a un método de análisis bioquímico que investiga estructura de la proteína, Asamblea y las interacciones dentro de un más grande conjunto macromolecular. Fue acuñado originalmente en referencia a la utilización de la proteólisis limitada a investigar sitios contactos dentro de un anticuerpo monoclonal - antígeno de proteína complejo[1] y un año más tarde para examinar la protección del clivaje radical hidroxilo conferida una proteína al ADN dentro de un complejo de ADN y proteínas.[2] En Huella de ADN la proteína se prevé hacer una huella (o huella) en un punto particular de la interacción.[3] Este método fue adaptado mediante el tratamiento directo de las proteínas y sus complejos con hidroxilo radicales.[4][5]

Contenido

  • 1 Huella de proteína radical del oxhidrilo
  • 2 Producir a radicales OH
  • 3 Método
  • 4 Análisis
  • 5 Aplicaciones
  • 6 Véase también
  • 7 Referencias

Huella de proteína radical del oxhidrilo

Tiempo-resolved radical hidroxilo huella de proteínas empleando espectrometría de masas análisis se desarrollaron en la década de 1990 en Sincrotrón estudios Radiolysis.[6][7] El mismo año, estos autores informaron sobre el uso de un descarga eléctrica fuente para efectuar la oxidación de las proteínas en escalas de tiempo de milisegundos como proteínas de paso de la solución electrosprayed en el espectrómetro de masas.[8] Estos enfoques se han utilizado desde entonces para determinar estructuras de proteínas,[9] plegamiento de la proteína, la proteína dinámica y las interacciones proteína – proteína.[10]

A diferencia de los ácidos nucleicos, las proteínas se oxidan en lugar de cleave en estas escalas de tiempo. Análisis de los productos por espectrometría de masas revela que proteínas se oxidan de manera limitada (unos 10 – 30% de la proteína total) en un número de cadenas laterales del aminoácido en las proteínas. La tasa o nivel de oxidación en las cadenas laterales de aminoácidos reactivos (Met, Cys, Trp, Tyr, Phe, His, Pro y Leu) proporciona una medida de su accesibilidad al disolvente a granel. Los mecanismos de oxidación de cadena lateral se exploró mediante la realización de las reacciones radiolysis en 18Etiquetado O agua.

Producir a radicales OH

Una característica fundamental de estos experimentos es la necesidad de exponer las proteínas a los radicales del oxhidrilo por plazos limitados del orden de 1 a 50 ms inducir la oxidación de 10-30% de proteína total. Es un requisito más para generar radicales hidroxilo del solvente a granel (es decir, agua) (ecuaciones 1 y 2) no el peróxido de hidrógeno que pueden permanecer para la oxidación de proteínas sin otros estímulos.[11]

H 2O → H 2O +• + e − + H 2O *
H 2O +• + H 2O → H 3O + + OH •

Pueden producir radicales hidroxilo en solución por una descarga eléctrica dentro de una fuente de presión atmosférica convencionales electrospray (ESI) de ionización. Cuando una diferencia de alto voltaje (~ 8 keV) se celebra entre una aguja de electrospray y un orificio de muestreo al analizador total, los radicales se pueden producir en solución en la punta de la aguja de electrospray. Este método fue el primero empleado para huella de proteínas se aplican al estudio de un complejo proteico.[12]

Método

La exposición de proteínas a un "blanco" Haz de rayos x de sincrotrón ligero o una descarga eléctrica de decenas de milisegundos proporciona suficiente modificación oxidativa de las cadenas laterales de aminoácidos superficiales sin dañar la estructura de la proteína. Estos productos pueden ser fácilmente detectados y cuantificados por espectrometría de masas. Ajustando el tiempo de radiolysis o pasan el que iones de proteínas en la fuente de descarga, un enfoque de tiempo resuelto es posible que es valioso para el estudio de la dinámica de la proteína.

Análisis

Un programa de computadora también se ha escrito para ayudar a los complejos de la proteína del modelo utilizando datos desde el enfoque de la huella de RP-MS/proteína.[13] Estudios de huella de RP-MS/proteínas de complejos de la proteína también pueden emplear enfoques computacionales para ayudar con este modelo.[14]

Aplicaciones

La aplicación de espectrometría de movilidad de iones ha demostrado concluyentemente que las condiciones empleadas en los experimentos footprinting RP-MS/proteína no alteran la estructura de las proteínas.[15]

Otros estudios han extendido el método para estudiar el daño temprano de la proteína de inicio dada la base radical del método y la importancia de los radicales de oxígeno basada en la patogenia de muchas enfermedades, incluyendo trastornos neurológicos e incluso ceguera.[16]

Véase también

  • Intercambio hidrógeno-deuterio
  • Péptido masa fingerprinting
  • Secuencia de la proteína
  • Perfiles de ADN

Referencias

  1. ^ Sheshberadaran, H; L G Payne (1988). "Proteína anticuerpo monoclonal antígeno contactos sitios investigados por proteólisis limitada de anticuerpo monoclonal antígeno: proteína"huella"". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América 85 (1): 1 – 5. doi:10.1073/pnas.85.1.1. 15 / 09 / 2013.
  2. ^ Shafer, G E; M un precio T D Tullius (1989). "Uso del radical hidroxilo y electroforesis en gel para estudiar la estructura del ADN". Electroforesis 10 (5-6): 397-404. doi:10.1002/ELPS.1150100518.
  3. ^ Galas, David J (2001). "La invención de la huella". Tendencias en Ciencias Bioquímicas 26 (11): 690-693. doi:10.1016/S0968-0004 (01) 01979-X. ISSN0968-0004. PMID11701330.
  4. ^ Maleknia, Simin D.; Downard, Kevin M. (2014). "Avances en espectrometría de masas radical sonda para huella de proteína en las aplicaciones de la Biología química". Comentarios de la sociedad química 43:: 3244 – 3258. doi:10.1039/C3CS60432B.
  5. ^ Wang, Liwen; Oportunidad, Mark R. (2011). «Estructural espectrometría de masas de proteínas utilizando Radical hidroxilo basado en huella de proteínas». Química analítica 83 (19): 7234-7241. doi:10.1021/ac200567u. ISSN0003-2700. PMC3184339. PMID21770468.
  6. ^ Maleknia, Simin D.; Brenowitz, Michael; Oportunidad, Mark R. (1999). "Modificación radiolíticos milisegundo de péptidos por rayos x de sincrotrón identificados por espectrometría de masas". Química analítica 71 (18): 3965-3973. doi:10.1021/ac990500e. ISSN0003-2700. PMID10500483.
  7. ^ Maleknia, Simin D.; Ralston, Corie Y.; Brenowitz, Michael D.; Downard, Kevin M.; Oportunidad, Mark R. (2001). "Determinación de plegamiento Macromolecular y la estructura por rayos x de sincrotrón Radiolysis técnicas". Bioquímica analítica 289 (2): 103-115. doi:10.1006/abio.2000.4910. ISSN0003-2697. PMID11161303.
  8. ^ Maleknia, Simin D.; Oportunidad, Mark R.; Downard, Kevin M. (1999). "Modificación de Electrospray-asistida de proteínas: una punta de prueba radical de la estructura de la proteína". Comunicaciones rápidas en Spectrometry total 13 (23): 2352-2358. doi:10.1002 / (SICI) 1097-0231 (19991215) 13:23 < 2352::AID-RCM798 > 3.0.CO;2-X. ISSN0951-4198. PMID10567934.
  9. ^ Maleknia, Simin D.; Kiselar, Janna G.; Downard, Kevin M. (2002). "Sonda radical hidroxilo de la superficie de lisozima por espectrometría radiolysis y masa de sincrotrón". Comunicaciones rápidas en Spectrometry total 16 (1): 53 – 61. doi:10.1002/RCM.543. ISSN0951-4198. PMID11754247.
  10. ^ Maleknia, Simin D.; Downard, Kevin M. (2001). "Radical se acerca para probar la estructura de la proteína, plegables y las interacciones por espectrometría de masas". Comentarios de espectrometría de masas 20 (6): 388-401. doi:10.1002/mas.10013. ISSN0277-7037. PMID11997945.
  11. ^ Kevin Downard (24 de agosto de 2007). Espectrometría de masas de las interacciones proteína. John Wiley & Sons. ISBN978-0-470-14632-3. 14 de septiembre 2013.
  12. ^ Wong, Jason W. H.; Maleknia, Simin D.; Downard, Kevin M. (2003). "Estudio del complejo Ribonuclease−S-Protein−Peptide con un Radical sonda y la ionización por Electrospray espectrometría de masas". Química analítica 75 (7): 1557-1563. doi:10.1021/ac026400h. ISSN0003-2700. PMID12705585.
  13. ^ Gerega, S. K.; Downard, K. M. (2006). "PROXIMO--un nuevo algoritmo de acoplamiento a complejos de la proteína del modelo utilizando datos de radical probe espectrometría de masas (RP-MS)". Bioinformática 22 (14): 1702-1709. doi:10.1093/Bioinformatics/btl178. ISSN1367-4803. PMID16679333.
  14. ^ Downard, Kevin M.; Kokabu, Yuichi; Ikeguchi, Mitsunori; Akashi, Satoko (2011). "Estructura de modelado por homología de la βB2B3-crystallin heterodímero estudiado por la movilidad de iones y radical sondeo MS". Diario FEBS 278 (21): 4044-4054. doi:10.1111/j.1742-4658.2011.08309.x. ISSN1742-464 X. PMID21848669.
  15. ^ Downard, Kevin M.; Maleknia, Simin D.; Akashi, Satoko (2012). "Impacto de oxidación limitada movilidad del ion de la proteína y estructura de importancia para la huella por espectrometría de masas sonda radical". Comunicaciones rápidas en Spectrometry total 26 (3): 226-230. doi:10.1002/RCM.5320. ISSN0951-4198. PMID22223306.
  16. ^ Shum, Wai Kei; Maleknia, Simin D.; Downard, Kevin M. (2005). «Inicio de daño oxidativo en α-crystallin por espectrometría de masas sonda radical». Bioquímica analítica 344 (2): 247 – 256. doi:10.1016/j.AB.2005.06.035. ISSN0003-2697. PMID16091281.

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