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2000年4月18日;39(15):4432-42.
doi:10.1021/bi992746j。

设计自发插入的跨膜α-受体

附属公司

设计自发插入的跨膜α-受体

W C Wimley公司等。 生物化学

摘要

直接测量疏水性跨膜α-凝胶从水到膜的转移自由能,对于确定膜蛋白基于实验的准确疏水性尺度非常重要。这种规模的一个重要目标是解释目前未知的将氢键肽键分配到膜烃核中的热力学成本。我们在这里描述了跨膜(TM)肽TMX-1的物理特性,该肽旨在测试工程肽的可行性,这些工程肽可以自发插入双层,但具有可测量单体水溶性的重要特性。TMX-1,Ac-WNALAAVAAAL-AAVAAAGKSKSKS-NH(2),是一个具有21个残基的非极性核心、N-和C-帽的31个残基序列,有利于螺旋形成,以及一个高度极性的C末端,用于提高溶解度和控制插入脂质囊泡的方向性。TMX-1似乎可溶于浓度至少为1 mg/mL(0.3 mM)的水。然而,荧光光谱法、荧光猝灭法和圆二色性(CD)光谱法表明,高溶解度是由于分子聚集体的形成,在肽浓度至少低至0.1微米肽时,分子聚集体持续存在。然而,TMX-1水溶液强烈分裂成膜泡,磷脂酰胆碱(POPC)囊泡的表观摩尔分数自由能值为-7.1 kcal-mol(-1),磷脂酰甘油(POPG)囊泡为-8.2 kcal-mol-1。由两种脂质形成的TMX-1向内多层膜的CD光谱显示出对跨膜α-螺旋构象的强烈偏好。当TMX-1被添加到预制囊泡中时,它是完全螺旋状的。一种新的荧光共振能量转移(FRET)方法表明,至少50%的TMX-1自发穿过囊泡膜。发现POPC囊泡的结合和插入是完全可逆的,但POPG囊泡不可逆。因此,发现TMX-1具有许多热力学测量TM肽插入所需的特性。重要的是,所获得的结果描述了在设计肽时必须考虑的实验问题,这些肽可以作为单体自发和可逆地分配到膜中和穿过膜。我们在TMX-1上的成功表明,这些问题并非不可逾越。

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