막 단백질의 재구성

재구성은 고립 된 생체 분자를 원래의 형태 또는 기능으로 복원하는 과정입니다. 이 접근법은 많은 중요한 세포 과정을 가능하게 하고 이웃 지질의 행동에 영향을 미치는 막 단백질을 공부할 때 수시로 이용됩니다. 그러나, 세포 환경의 복잡성은 막 단백질 기능을 시상에서 공부하기 어렵게 만듭니다. 단백질은 추출하고 정제될 수 있습니다, 그러나 그들의 실제 기능은 막 없이 평가될 수 없습니다. 따라서, 고립된 막 단백질은 리포솜과 같은 인공 지질막으로의 통합에 의해 재구성된다. 이 비디오는 막 단백질 재구성의 원리, 일반적인 재구성 절차 및 생화학에 있는 몇몇 응용을 소개할 것입니다.

세포막은 주로 인지질및막 단백질로 구성됩니다. 인지질은 성수기 인산염 머리가 세포의 수성 내부 및 외부와 상호 작용하는 이중 층을 형성하고 소수성 지방산 꼬리는 이중 층에서 서로 상호 작용합니다.

일부 멤브레인 단백질은 정전기 또는 비동적 상호 작용에 의해서만 멤브레인과 상호 작용합니다. '일체성 단백질'이라고 불리는 다른 사람들은 지질 이중층에 내장되어 있습니다.

이중 층처럼, 일체형 단백질은 소수성 끝과 소수성 센터를 가지고 있으며, 소수성 상호 작용에 의해 제자리에 개최됩니다. 전체 막에 걸친 일체형 단백질은 '막 단백질'로 알려져 있습니다.

이 단백질과 막 사이 상호 작용은 세포를 lysing조차 그(것)들을 분리하지 않을 것이라는 것을 너무 강합니다. 세제라는 특수 계면 활성제는 단백질을 추출하는 데 사용됩니다. 인지질과 마찬가지로 세제는 친수성 머리와 지혈성 꼬리를 가지고 있으며 멤브레인을 자유롭게 입력 할 수 있습니다.

막 안쪽에서는 세제의 리포필성 꼬리가 소수성 단백질 코어와 상호 작용합니다. 이것은 단백질 지질 상호 작용을 방해하는 친수성 세제 헤드의 껍질로 단백질을 포위합니다.

단백질 세제 복합체는 이제 막에서 쉽게 분리됩니다. 세제는 수성 용액에서 복잡한 용해성으로 용해되고 인공 멤브레인에서 재구성 할 준비가되어 있습니다.

단백질은 인공 소포인 리포솜의 막에서 종종 재구성됩니다. 지질을 준비하기 위해 말린 지질은 수분을 공급하고 교반하여 소포 형성을 유도합니다. 세제를 첨가하면 리포솜 막에 통합됩니다.

단백질을 재구성하기 위해 용윤화된 단백질과 리포솜이 결합된 다음 투석 또는 화학 흡착에 의해 용액에서 세제를 제거합니다. 단백질과 리포솜은 프로테오올리포좀으로 빠르게 조립되므로 친수성 그룹만 노출됩니다. 단백질은 그 때 세포막에서 와 같이 작동하고, 격리에서 조사될 수 있습니다.

이제 우리는 단백질 재구성의 기초를 다루었으니, 리포솜에서 막 단백질을 재구성하기 위한 프로토콜을 살펴보겠습니다.

막 단백질을 격리하기 시작하려면 세포가 lysed됩니다. 끊어지지 않은 세포는 원심분리로 제거됩니다.

상체는 멤브레인을 펠릿하는 더 빠른 속도로 원심분리됩니다. 펠릿은 다시 중단되고 단백질을 추출하기 위해 세제가 추가됩니다.

나머지 세포 파편은 추가 원심분리에 의해 제거됩니다. 단백질은 열 크로마토그래피로 상체에서 정제된 다음 필요에 따라 더 농축또는 정제됩니다.

리포솜을 준비하기 시작하려면 유기 용매에서 인지질을 현탁하는 것이 질소 또는 아르곤 하에서 건조됩니다.

인지질은 수분 공급 버퍼로 수화되고, 혼합물은 리포솜 생성을 완료하기 위해 초음파 처리된다.

세제는 리포솜을 용해시키기 위해 첨가되며, 이는 단백질과 결합됩니다.

그런 다음 세제는 폴리스티렌 구슬, 투석 또는 세제 결합 컬럼에 흡착하여 제거됩니다. 결과 프로테오폴좀은 정제되어 후속 실험에 사용될 준비가 되어 있습니다.

이제 막 단백질 재구성 절차의 기본 사항에 익숙해지면 생화학에서 단백질 재구성의 몇 가지 응용 을 살펴 보겠습니다.

막 수송 단백질은 그것의 수송 기계장치의 명확한 이해를 얻기 위하여 재구성되었습니다. 그 기능 사후 재구성은 요오드 이온의 효능으로 확인되었다. 이어서, 수송 활성은 다양한 소분자 이온 채널 억제제 및 전위제의 존재에서 연구되었다. 이런 식으로, 수송 단백질을 가진 이 작은 분자의 직접적인 상호 작용은 공부될 수 있었습니다.

식물에서 엽록소및 카로티노이드 결합 막 단백질은 빛을 수확하고, 전하 분리를 촉진하고, 광 손상을 완화합니다. 이러한 빛 수확 단백질을 재구성함으로써 접이식 역학및 안료와의 상호 작용을 연구할 수 있습니다. 이 기술로 재구성된 빛 수확 단백질은 토착 단백질과 매우 유사한 광학 적 특성을 가지고 있었습니다. 형광 방출 분광법은 그 때 재구성된 광 수확 단백질에 안료에서 에너지 전송을 연구하기 위하여 이용될 수 있습니다.

막 단백질의 재구성에 대한 JoVE의 비디오를 방금 시청했습니다. 재구성은 추가 조사를 위해 중요한 단백질을 세포 모방세포로 옮기는 방법입니다. 이 비디오는 단백질 재구성의 원리, 재구성 프로토콜 및 생화학에 있는 몇몇 응용을 다루었습니다. 시청해 주셔서 감사합니다!