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核糖核酸酶为什么耐高温?

阅读:1758          发布时间:2018/5/26

核糖核酸酶为什么耐高温?

核糖核酸酶,或者说RNA酶(RNase)是典型的构象超级稳定的小分子量蛋白。其热稳定性主要由其二硫键来贡献。
比如说,牛胰腺RNase A只有124个氨基酸,约13.7 KDa,但却含有4个二硫键:Cys26-Cys84,Cys40-Cys95,Cys58-Cys110和Cys65-Cys72。
平均而言,对于100-200个氨基酸的蛋白来说,二硫键的数量仅为0.5个。(Protein Eng Des Sel. 2014 Mar;27(3):65-72. doi: 10.1093/protein/gzt063. Epub 2014 Jan 9.)
因此牛胰腺RNase A的二硫键数量算得上多得逆天了。

作者:吴思涵

其中,Cys26-Cys84和Cys40-Cys95对其热稳定性的贡献zui大。一旦把这两个二硫键中的其中一个干掉,就可以将野生型的热跃迁温度(或者你把它理解为半数蛋白质能够耐受的不变性温度)一下子从60多摄氏度变成只有20多摄氏度。

这也就是为什么一些提取RNA的试剂会加入异硫氰酸胍、DTT等还原剂的原因,目的是为了打开RNase的二硫键从而将其失活。

其次,不少RNase具有强大的复性重折叠能力。总体而言,分子量越小的蛋白,复性重折叠能力越强。而RNase中的Cys,也有助于通过形成二硫键辅助重折叠。也有很多研究集中在Proline残基的异构化是如何推动RNase重折叠的。这里就不展开说了,我也不是蛋白质构象方面的专家。

有关RNase二硫键和热稳定性的研究文献可以看这里:Contribution of disulfide bonds to the conformational stability and catalytic activity of ribonuclease A(Eur J Biochem. 2000 Jan;267(2):566-72.)

 

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