Dalam ranah biokimia dan biologi struktural, memahami hubungan yang rumit antara protein dan ion logam sangat penting. Ion logam memainkan peran penting dalam berbagai proses biologis, termasuk katalisis enzim, transduksi sinyal, dan mempertahankan integritas struktural protein. Salah satu teknik kuat yang telah muncul sebagai alat yang berharga dalam mempelajari interaksi protein - ligan, termasuk pengikat logam, adalah alanine scanning (ALA scan). Sebagai penyedia layanan pemindaian ALA terkemuka, saya senang mengeksplorasi potensi pemindaian ALA dalam konteks studi pengikatan logam protein.
APA ITU ALA SCAN?
Pemindaian alanin adalah teknik mutagenesis yang diarahkan di tempat di mana setiap residu asam amino dalam protein atau peptida secara sistematis diganti dengan residu alanin. Alanin dipilih karena memiliki rantai sisi yang relatif sederhana, gugus metil, yang meminimalkan efek sterik dan elektronik dibandingkan dengan asam amino lainnya. Dengan menciptakan serangkaian mutan alanin tunggal, para peneliti dapat menilai kontribusi masing -masing residu terhadap fungsi keseluruhan, stabilitas, atau afinitas pengikatan protein.
Prinsip dasar di balik pemindaian ALA adalah bahwa jika substitusi residu tertentu dengan alanin mengarah pada perubahan signifikan dalam properti yang diminati (seperti afinitas mengikat dengan ion logam), maka residu cenderung penting untuk interaksi. Sebaliknya, jika substitusi memiliki sedikit atau tidak ada efek, residu mungkin kurang kritis.
Logam - Situs pengikatan dalam protein
Situs pengikat logam dalam protein sangat spesifik dan sering melibatkan kombinasi residu asam amino yang mengoordinasikan ion logam melalui kelompok fungsional rantai sampingnya. Asam amino umum yang terlibat dalam koordinasi logam termasuk histidin, sistein, aspartat, dan glutamat. Misalnya, histidin memiliki rantai imidazole - yang dapat bertindak sebagai ligan untuk berbagai ion logam seperti seng, tembaga, dan nikel. Sistein mengandung kelompok tiol yang sangat efektif dalam mengikat ion logam lunak seperti merkuri dan kadmium.
Situs pengikat logam ini dapat memiliki geometri yang berbeda, seperti tetrahedral, oktahedral, atau persegi - planar, tergantung pada ion logam dan residu koordinasi. Memahami komposisi dan struktur yang tepat dari situs -situs ini sangat penting untuk menjelaskan mekanisme fungsi protein dependen logam.
Menggunakan ALA scan untuk mempelajari logam protein - mengikat
Mengidentifikasi residu kunci
Salah satu aplikasi utama ALA SCAN dalam studi pengikatan logam adalah mengidentifikasi residu asam amino utama yang terlibat dalam koordinasi logam. Dengan secara sistematis bermutasi setiap residu dalam situs pengikatan logam yang diduga ke alanin dan mengukur afinitas pengikatan protein mutan ke ion logam, para peneliti dapat menunjukkan residu yang penting untuk interaksi.
Misalnya, pertimbangkan protein yang diduga mengikat ion seng. Dengan melakukan pemindaian ALA pada residu di daerah pengikatan seng yang diusulkan, kita dapat menentukan residu mana yang terlibat langsung dalam mengoordinasikan seng. Jika substitusi residu histidin dengan alanin menghasilkan penurunan yang signifikan dalam afinitas ikatan seng, sangat menunjukkan bahwa histidin adalah residu koordinasi utama.
Menilai kontribusi residu yang tidak berkoordinasi
Selain mengidentifikasi residu koordinasi, ALA scan juga dapat digunakan untuk menilai kontribusi residu koordinasi yang tidak berkoordinasi terhadap pengikatan logam. Residu yang tidak terkoordinasi ini dapat berperan dalam menstabilkan situs pengikatan logam melalui ikatan hidrogen, interaksi elektrostatik, atau dengan mempertahankan struktur keseluruhan protein.
![Boc-His(Trt)-OH [ CAS No. 32926-43-5]](/uploads/42783/boc-his-trt-oh-cas-no-32926-43-567d7d.png)
Misalnya, residu yang terletak di dekat situs pengikatan logam dapat membentuk ikatan hidrogen dengan salah satu residu koordinasi, sehingga mempengaruhi orientasi dan stabilitas kompleks pengikat logam. Dengan bermutasi residu ini ke alanin, kita dapat mengevaluasi dampaknya pada afinitas pengikat logam dan menentukan pentingnya dalam mekanisme pengikatan keseluruhan.
Membandingkan ion logam yang berbeda
ALA scan juga dapat digunakan untuk membandingkan pengikatan ion logam yang berbeda dengan protein. Ion logam yang berbeda memiliki sifat kimia yang berbeda, seperti muatan, ukuran, dan geometri koordinasi, yang dapat mempengaruhi interaksinya dengan protein. Dengan melakukan pemindaian ALA untuk setiap ion logam dan membandingkan hasilnya, kita dapat memperoleh wawasan tentang spesifisitas situs pengikatan logam dan faktor -faktor yang menentukan preferensi untuk ion logam tertentu.
Misalnya, protein dapat menunjukkan afinitas tinggi untuk ion tembaga tetapi afinitas rendah untuk ion seng. Dengan membandingkan hasil pemindaian ALA untuk pengikatan tembaga dan seng, kami dapat mengidentifikasi residu yang lebih penting untuk pengikatan tembaga dan memahami dasar molekuler untuk selektivitas.
Studi Kasus
Mari kita lihat beberapa contoh dunia yang nyata tentang bagaimana ALA scan telah digunakan untuk mempelajari logam protein - mengikat.
Contoh 1: Metalloprotein yang terlibat dalam katalisis enzim
Pertimbangkan metalloenzyme yang membutuhkan ion seng untuk aktivitas katalitiknya. Situs aktif enzim mengandung sekelompok residu histidin dan glutamat yang diduga mengoordinasikan ion seng. Dengan melakukan pemindaian ALA pada residu ini, para peneliti menemukan bahwa substitusi residu histidin tertentu dengan alanin sepenuhnya menghapus aktivitas enzim dan kemampuan mengikat seng. Ini menunjukkan bahwa residu histidin sangat penting untuk ikatan logam dan katalisis.
Contoh 2: Peptida yang mengikat logam
Peptida pendek dirancang untuk mengikat ion tembaga. ALA Scan digunakan untuk menentukan residu yang berkontribusi pada pengikatan tembaga. Hasil penelitian menunjukkan bahwa residu sistein dan residu histidin sangat penting untuk mengikat, sementara residu lainnya memiliki dampak yang lebih rendah. Informasi ini digunakan untuk mengoptimalkan urutan peptida untuk afinitas pengikat tembaga yang lebih baik.
Layanan pemindaian ALA kami
Sebagai penyedia layanan pemindaian ALA terkemuka, kami menawarkan berbagai layanan yang komprehensif untuk mendukung studi pengikat logam protein Anda. Negara kami - dari - fasilitas seni dan tim ilmuwan yang berpengalaman memastikan hasil yang tinggi - kualitas.
Kita dapat melakukan pemindaian ALA pada protein dari berbagai ukuran dan kompleksitas. Layanan kami meliputi desain dan sintesis mutan alanin, pemurnian protein mutan, dan pengukuran afinitas pengikat logam menggunakan teknik canggih seperti kalorimetri titrasi isotermal (ITC) dan resonansi plasmon permukaan (SPR).
Kami juga memberikan analisis rinci dan interpretasi hasil. Ilmuwan kami akan bekerja sama dengan Anda untuk memahami tujuan penelitian Anda dan memberikan wawasan tentang peran setiap residu dalam ikatan logam.
Jika Anda tertarik pada peptida yang terkait dengan penelitian Anda, kami menawarkan berbagai macam produk. Misalnya, Anda dapat menjelajahiProtein melanosit PMEL 17 (130 - 138) (manusia). Kami juga memiliki asam amino berkualitas tinggi sepertiBOC - HIS (TRT) - OH [CAS No. 32926 - 43 - 5]DanTbuo - ste - glu (otbu) - ohItu dapat digunakan dalam sintesis peptida untuk eksperimen ALA scan Anda.
Hubungi kami untuk pengadaan dan kolaborasi
Jika Anda melakukan penelitian tentang logam protein - mengikat dan tertarik pada layanan ALA scan kami, kami mendorong Anda untuk menjangkau kami. Tim kami siap untuk membahas persyaratan proyek Anda, memberikan penawaran terperinci, dan menjawab pertanyaan apa pun yang mungkin Anda miliki. Apakah Anda seorang peneliti akademis, perusahaan biotek, atau perusahaan farmasi, kami berkomitmen untuk memberi Anda layanan terbaik - dalam - kelas untuk mendukung upaya ilmiah Anda.
Referensi
- Cunningham, BC, & Wells, JA (1989). Pemetaan epitop resolusi tinggi dari interaksi HGH - reseptor oleh alanine - memindai mutagenesis. Sains, 244 (4908), 1081 - 1085.
- Noodleman, L., & Case, DA (2000). Teori fungsional kepadatan protein logam. Akun Penelitian Kimia, 33 (7), 431 - 438.
- Sigel, A., & Sigel, H. (1996). Ion logam dalam sistem biologis: Volume 32: Interaksi logam - protein. Marcel Dekker.