生化学と分析生化学

概要

天然および変性条件下での高分子の密集と閉じ込めが酵素の活性と構造に与える影響

スティーブン・ロング、ジェフリー・カンケル、プラシャンス・アスリ

現在では、混み合いと閉じ込めの両方が排除体積効果により酵素の構造と機能に影響を与えることはよく知られていますが、直接比較する研究がないため、これらの環境がタンパク質の運命に及ぼす相対的な有効性は不明のままです。この研究では、バイオポリマーのアルギン酸の使用を検討し、 2つのモデル酵素（西洋ワサビペルオキシダーゼとβ-ガラクトシダーゼ）の挙動に対する混み合いと閉じ込めの両方の影響を調べるためのin vitroプラットフォームを開発します。アルギン酸は、溶液相では混み合い剤として使用でき、ゲル相では二価カチオンを使用した架橋によりタンパク質をカプセル化して閉じ込めることができるため、同じシステムを使用して混み合いと閉じ込めの影響を直接比較できます。アルギン酸濃度を変えることでさまざまな程度の混み合いと閉じ込めが実現され、これらの研究は酵素活性が混み合いと閉じ込めの程度に明確に依存することを実証しました。さらに、私たちのデータは、架橋アルギン酸ゲルにタンパク質を閉じ込めると、非架橋の混雑した環境に比べて変性条件下での酵素活性がより高まることも示唆しています。速度論的分析の結果は、8-アニリノナフタレン-1-スルホン酸蛍光アッセイを使用したタンパク質変性の構造測定によって裏付けられました。