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通过同步辐射圆二色光谱监测的耦合结合与螺旋形成

DOI：10.1016/j.bpj.2019.07.014 期刊：Biophysical Journal 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 内在无序蛋白通过多种调控与信号传导过程组织细胞内的相互作用网络。这些蛋白通常在与靶蛋白结合时通过多步反应获得结构，该过程涉及二级和三级结构的形成。为理解无序蛋白的相互作用机制，我们需要阐明这些折叠-结合耦合反应的原理。我们研究了类熔球态核共激活因子结合域与甲状腺激素/维甲酸受体激活因子无序相互作用域的结合过程中螺旋结构的形成。实验证明，通过停流同步辐射圆二色谱（CD）技术可追踪快速结合反应中的螺旋形成过程，并阐述了该光束线的设计方案。通过监测甲状腺激素/维甲酸受体激活因子与核共激活因子结合域结合反应的荧光信号，我们观察到包含浓度非依赖性动力学阶段的多个反应时相——该阶段与高离子强度下稳定的中间态相符。时间分辨CD实验显示，几乎全部螺旋结构均在蛋白质初始结合时形成，或仅需克服微小能垒即可从相遇复合体中分离。通过机制模型的模拟分析，我们证明高离子强度下观察到的中间态可能涉及螺旋总量微调的结构重排。本实验为耦合结合反应的模拟研究提供了基准参照，并证实了同步辐射CD技术在蛋白质相互作用机制研究中的可行性。
作者： Elin Karlsson，Eva Andersson，Nykola C. Jones，S?ren Vr?nning Hoffmann，Per Jemth，Magnus Kjaergaard
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过研究甲状腺激素和类视黄醇受体激活因子中无序相互作用结构域与核共激活因子结合结构域结合时的螺旋形成过程，来理解天然无序蛋白耦合折叠与结合反应的机制。

研究成果

该研究表明，几乎所有的螺旋结构都是在初始结合反应中形成的，而先前观察到的动力学中间体涉及螺旋的重排。这一实验装置可能适用于多种生化反应，关于结合反应的研究结果将为未来的计算研究提供实验基准。

研究不足

该研究面临技术限制，例如观测到的双分子结合动力学速率常数kobs值约为100 s?1，且振幅的信噪比较低，这使得在狭窄条件范围内获取可靠数据具有挑战性。此外，由于这些限制，rSRCD装置在当前配置下已接近可行性极限。

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