跳到主页内容
美国国旗

美国政府的官方网站

Dot政府

gov意味着它是官方的。
联邦政府网站通常以.gov或.mil结尾。之前分享敏感信息,确保你在联邦政府政府网站。

Https系统

该站点是安全的。
这个https(https)://确保您连接到官方网站,并且您提供的任何信息都是加密的并安全传输。

访问密钥 NCBI主页 MyNCBI主页 主要内容 主导航
.2020年10月5日;21(10):e49735。
doi:10.15252/embr.201949735。 Epub 2020年9月18日。

G-四倍体作为序列依赖性蛋白伴侣

附属公司

G-四重链作为序列依赖性蛋白质伴侣

亚当·贝格曼等。 EMBO代表. .

摘要

维持蛋白质组的健康对细胞生存至关重要。核酸具有比传统伴侣蛋白更有效地防止蛋白质聚集的能力。在本研究中,我们探讨了核酸伴侣活性的序列特异性。通过评估500多个核酸序列对蛋白质聚集的影响,我们发现核酸的保持酶伴侣效应是序列依赖的。G-四倍体通过四倍体防止蛋白质聚集:蛋白质寡聚。它们还可以提高大肠杆菌中生物传感器的折叠蛋白水平。这些观察为最近关于四倍体在聚集相关疾病中发挥重要作用的报道提供了背景,如脆性X和肌萎缩侧索硬化症(ALS),并提供了证据证明核酸具有调节大肠杆菌折叠环境的能力。

关键词:RNA;核酸;蛋白质聚集;蛋白质折叠;蛋白质平衡。

PubMed免责声明

利益冲突声明

提交人声明他们没有利益冲突。

数字

图1
图1。伴侣核酸活性的序列依赖性测试
  1. A类

    柠檬酸合成酶蛋白聚集分析的代表性示例。在一个360 nm的多模平板阅读器中测量浊度和光散射,并在50°C下培养1.5小时。蓝线代表三倍柠檬酸合成酶,红线和橙线代表与单个ssDNA序列孵育的三倍柠檬酸合成酶,绿色代表缓冲液。

  2. B类

    保持酶伴侣活性的ssDNA序列筛选。每个条形代表不同的20 nt序列,按活动排序。在50°C下孵育1.5小时后,将聚集%作为三份(技术复制)柠檬酸合酶浊度测量值的标准化平均值进行测量(图1A所示的典型示例)。聚集度越低,保持酶功能越强。最初的筛查使用随机、非冗余序列(顶部),这导致了后续强化筛查(底部)。误差线为平均值±SE。

  3. C类

    通过分析屏幕发现的图案的HOMER徽标(使用HOMER默认设置的二项式分布进行统计以计算P(P)主题丰富的价值(Benner, 2017):P(P)<1.0×10−13,FDR<0.001,目标的百分比:53.85,背景的百分比:7.69)。

可在线获取此图的源数据。
图2
图2。伴侣核酸活性的浓度依赖性
  1. A类

    柠檬酸合成酶通过360 nm直角光散射从化学诱导变性中聚集。序列359、536和576都显示了保持酶活性,并且包含一个polyG基序。序列42被用作阴性对照,因为它作为保持酶伴侣表现不佳,并且不包含polyG基序。

  2. B类

    热变性分析中不同浓度的选择四链体形成序列(序列359、536和576)和阴性对照序列(序列42)的聚集百分比。浓度是ssDNA链与蛋白质的比率:0.5:1、1:1、2:1、4:1和8:1。误差线为技术三倍的平均值±SE。

  3. C类

    柠檬酸合成酶在360 nm处通过直角光散射通过化学诱导变性聚集,作为序列359浓度的函数。

可在线获取此图的源数据。
图EV1
图EV1。柠檬酸合成酶多个含四链体序列的化学聚集试验的代表性示例
化学变性柠檬酸合成酶的直角光散射的典型示例,通过荧光计测量含有四链体序列。DNA链与蛋白质的比率为2:1。
图3
图3。四链体含量和保持酶活性的表征
  1. A类

    在磷酸钠缓冲液中使用圆二色性对保持酶核酸的结构进行表征。在260 nm和210 nm处观察到峰值,在245 nm处出现波谷,表明存在平行G‐四链体。图EV2所示四链体在磷酸钾缓冲液中的热稳定性。

  2. B类

    在610 nm处测量NMM荧光。误差线为技术三倍的平均值±SE。

  3. C类

    比较已知拓扑结构的不同四链体序列的保持酶活性(Sundquist&Klug,1989;Macaya, 1993; 西蒙松,1998年;海德尔, 2002; , 2004; 安布罗斯, 2005; 伦契克, 2009; 布托夫斯卡娅, 2018; 森加, 2019). 误差线为技术副本的平均值±SE。

可在线获取此图的源数据。
图EV2
图EV2。光盘选择20mers的光谱(DNA(A) 和(B),以及核糖核酸(C) 和(D)),单位为10 mM酸碱度7.5磷酸钾
此处使用磷酸钾是为了更好地模拟在HEPES缓冲液中使用钾的初始聚集屏幕。
  1. A、 C类

    通过CD光谱仪测量的四链序列的热稳定性,其中每条线代表指示温度下的波长扫描。

  2. B、 D类

    在25℃退火之前或25℃退火之后,相同四链体序列在25℃下的二级结构。

图EV3
图EV3。保持酶活性的比较核糖核酸DNA序列359的对应物使用柠檬酸合成酶热变性
数据表示为平均值±SE(n个=3)技术副本。此数字的源数据可在线获取。
图EV4
图EV4。ss的Holdase活性DNA柠檬酸合成酶与热变性测定的双相物的比较
数据表示为平均值±SE(n个=3)技术一式三份。可在线获取此图的源数据。
图4
图4。使用四种不同蛋白质的G‐四链体保持酶活性的通用性
红色框中的萤光素酶(Luc)、柠檬酸合成酶(CS)、L-苹果酸脱氢酶(MDH)和L-乳酸脱氢酶(LDH)是14个有形成四链体倾向的序列(由G4Hunter鉴定),而其余10个序列是非结构ssDNA(左)。这些数据也显示为热图(右)。误差线为技术三倍的平均值±SE。可在线获取此图的源数据。
图EV5
图EV5。核酸对wt荧光的影响GFP公司
  1. A类

    表达式向量构造。这两种载体均受pBAD启动子控制,该启动子由0.2%诱导L(左)阿拉伯糖。

  2. B类

    存在或不存在蛋白质折叠增强因子时wtGFP的细胞荧光分析。白色条(+Empty IN和+Seq42)表示阴性对照。数据以平均值±SD表示(n个=3)技术一式三份。

  3. C类

    体外存在或不存在htDNA时wtGFP的重折叠。GFP复性曲线评估GFP在60分钟孵育期内的荧光,变性GFP均存在于htDNA中(n个=6)和缺乏htDNA(n个 = 6). 含htDNA的非变性GFP(天然)(n个=4)作为对照。数据显示为标准化为空白的每个实验条件的平均值,误差条表示为标准误差。用技术复制品测试所有样品。

图5
图5。G‐四链体序列增强了生物传感器蛋白在42°C下的荧光
  1. A类

    表达载体的示意图。蛋白折叠增强因子和TagRFP675的表达均受pBAD启动子的控制,pBAD的启动子由0.2%诱导L(左)阿拉伯糖。

  2. B类

    收集的细胞。将空载体(阴性对照)、分子伴侣(GroEL、DnaK、Hsp33、Spy、ClpA、IbpA和IbpB)和选定的RNA序列(Seq42、Seq359、Seq536和Seq576)用作蛋白质折叠增强子。NI和IN分别表示:非诱导和诱导。

  3. C类

    用不同蛋白折叠增强因子对TagRFP675进行细胞荧光分析。在42℃诱导蛋白质表达,并用分光光度计测量每个样品的荧光。白色条(+Empty IN和+Seq42)表示阴性对照。数据显示为技术三等分的平均值±标准差(n个 = 3).

图6
图6。含有四倍体的序列促进齐聚
序列359、536和576都显示了保持酶活性,并且包含一个polyG基序。序列42被用作阴性对照,因为它作为保持酶伴侣表现不佳,并且不包含polyG基序。
  1. A类

    化学诱导柠檬酸合成酶聚集的直角光散射。以全时间标度作为插入物显示聚集的初始动力学。

  2. B类

    用四种不同的蛋白质在60°C下在DNA存在下变性的自旋下降分析。S代表可溶部分,而P代表不溶部分或颗粒。

  3. C类

    热诱导聚集自旋下降分析中可溶性组分的透射电子显微镜负染图像。虽然四倍体的形态取决于DNA序列,但在每个四倍体病例中都观察到柠檬酸合成酶低聚物。相应的热变性自旋下降分析如面板(B)所示。比例尺为100 nm。

类似文章

引用人

工具书类

    1. Aarum J、Cabrera C、Jones T、Rajendran S、Adiutori R、Giovannoni G、Barnes M、Malaspina A、Sheer D(2020)RNA的酶降解导致细胞和组织裂解物中广泛的蛋白质聚集。EMBO代表21:e49585-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Afroz T、Hock EM、Ernst P、Foglieni C、Jambeu M、Gilhespy LAB、Laferriere F、Maniecka Z、Plückthun A、Mittl P等人(2017)ALS连接蛋白TDP‐43的功能和动态聚合可对抗其病理聚集。国家公社8:45-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Alriquet M、Martínez‐Limón A、Hanspach G、Hengesbach M、Tartaglia GG、Calloni G、Vabulas RM(2019)《蛋白质平衡应激早期通过游离RNA组装蛋白质》。蛋白质组研究杂志18:2835–2847-公共医学
    1. Ambrus A,Chen D,Dai J,Jones RA,Yang D(2005)人类c-MYC启动子中生物相关G‐四链体元件的溶液结构。G‐四重态稳定的含义。生物化学44:2048–2058-公共医学
    1. Balendra R,Isaacs AM(2018)C9orf72介导的ALS和FTD:多种疾病途径。Nat Rev Neurol自然评论14:544–558-项目管理咨询公司-公共医学

出版物类型