Олигомеризация является преобладающим процессом, который диктует биологические функции многих белков. В Escherichia coli, подсчитано, что только 35% белков мономерных1. Некоторые белки, называемые морфиинами, могут даже принять несколько олигомерных состояний с субъединицами, имеющих различную структуру в каждом олигомеромсостоянии 2. Переход между их олигомерными состояниями часто является способом регулирования белковой активности, поскольку каждое олигомерное состояние может иметь различную специфическую активность или функцию. Несколько примеров морфиены были хорошо документированы в литературе, в частности, porphobilinogenсинтазы 3, HPr киназы /фосфатазы 4, Лон протеазы5, лактатдегидрогеназы 6, глицеральдегид-3-фосфат дегидрогеназы7, пируваткиназы 8, цитратсинтазы 9, и рибонуклеаза10. Недавно мы описали M42 aminopeptidase TmPep1050, еще один пример фермента с морфеином, как поведение, чья активность зависит от его олигомерныхсостояний 11. Переход между олигомерными состояниями опосредован его металлическими кофакторами, которые вызывают несколько структурных модификаций подразделений.
Семейство аминопептидазы M42 принадлежит к клану MH12,13, и широко распространено среди бактерий и Archaea14. M42 aminopeptidases являются подлинными динуклеарными ферментами, унижающими пептиды до 35 аминокислотных остатков в длину15. Они принимают своеобразную тетраэдрообразную структуру из 12 подразделений с их активными участками, ориентированными на внутреннюю полость. Такое расположение часто описывается как нано-разобщение деятельности, чтобы избежать неконтролируемого протеолиза. Физиологическая функция M42 aminopeptidases может быть связана с протеасомой, гидролизующих пептидов в результатедеградации белка 16,17. Pyrococcus horikoshii обладает четырьмя аминоптидами M42, каждая из которых представляет различные, новзаимодополняющие особенности 18,19,20,21. Сингулярно, гетерокомплексы из двух различных типов подразделений были описаны в P. horikoshii, предполагая существование пептидасомныхкомплексов 22,23.
Несколько структур M42 aminopeptidases были описаны влитературе 11,16,18,19,20,24,25,26. Подразделение состоит из двух различных областей, каталитический домен и домен димеризации. Каталитический домен принимает общий α/β, сохраненный во всем клане MH, архетипический каталитический домен является аминокислотой Ap1 из Vibrio proteolyticus27. Домен димеризации принимает PD-как раз16 и может иметь, в дополнение к своей роли в олигомеризации, роль в управлении доступом к субстрату и связывания во внутренней полости11. Поскольку основной строительный блок является более тусклым, dodecamer часто описывается как объединение шести димеров, каждый димер, расположенный на каждом краю тетраэдр16. Олигомеризация аминопептидас M42 зависит от наличия его металлических кофакторов. Ионы металла Divalent, часто«n 2» и Co2, каталитически участвуют в пептидной привязке и гидролизе. Они находятся в двух различных связывающих участках, а именно на участках М1 и М2. Два металлических ионов также диск и тонко настроить олигомеризации, как попродемонстрировано для PhTET2, PhTET3, PfTET3, и TmPep105011,24,28,29. Когда металлические кофакторы истощаются, dodecamer разбирает на димеры, как в PhTET2, PhTET3, и TmPep105011,16,28, или даже мономеры, как в PhTET2 и PfTET324,29.
Здесь представлен протокол, используемый для изучения структур олигомеров TmPep1050. Этот протокол представляет собой набор распространенных методов, включая очищение белка, скрининг протеолитической активности, кристаллизацию, рентгеновскую дифракцию и молекулярную замену. Подчеркиваются тонкости, присущие работе с металлоконструкцимами, олигомеризацией белка, кристаллизацией белка и молекулярной заменой. Пример исследования также представлен, чтобы показать, может ли tPep1050 dodecamers еще больше разобщиться на мономеры или нет. Для решения этого вопроса, вариант TmPep1050, TmPep1050H60A H307A, был изучен, чьи металлические связывающие сайты нарушаются путем мутации Его-60 (M2 сайт) и его-307 (M1 сайт) в Ала остатков. Этот протокол может быть размещен для изучения других M42 aminopeptidases или любые metalloenzymes с морфеином, как поведение.