当前位置：
X-MOL 学术
›
Biochemistry
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
How Do Branched Detergents Stabilize GPCRs in Micelles?
Biochemistry ( IF 2.9 ) Pub Date : 2020-05-21 , DOI: 10.1021/acs.biochem.0c00183 Sangbae Lee 1 , Soumadwip Ghosh 1 , Suvamay Jana 1 , Nathan Robertson 2 , Christopher G Tate 3 , Nagarajan Vaidehi 1
Biochemistry ( IF 2.9 ) Pub Date : 2020-05-21 , DOI: 10.1021/acs.biochem.0c00183 Sangbae Lee 1 , Soumadwip Ghosh 1 , Suvamay Jana 1 , Nathan Robertson 2 , Christopher G Tate 3 , Nagarajan Vaidehi 1
Affiliation
|
The structural and functional properties of G protein-coupled receptors (GPCRs) are often studied in a detergent micellar environment, but many GPCRs tend to denature or aggregate in short alkyl chain detergents. In our previous work [Lee, S., et al. (2016) J. Am. Chem. Soc.138, 15425–15433], we showed that GPCRs in alkyl glucosides were highly dynamic, resulting in the penetration of detergent molecules between transmembrane α-helices, which is the initial step in receptor denaturation. Although this was not observed for GPCRs in dodecyl maltoside (DDM, also known as lauryl maltoside), even this detergent is not mild enough to preserve the integrity of many GPCRs during purification. Lauryl maltose neopentylglycol (LMNG) detergents have been found to have significant advantages for purifying GPCRs in a native state as they impart more stability to the receptor than DDM. To gain insights into how they stabilize GPCRs, we used atomistic molecular dynamics simulations of wild type adenosine A2A receptor (WT-A2AR), thermostabilized A2AR (tA2AR), and wild type β2-adrenoceptor (β2AR) in a variety of detergents (LMNG, DMNG, OGNG, and DDM). Analysis of molecular dynamics simulations of tA2AR in LMNG, DMNG, and OGNG showed that this series of detergents exhibited behavior very similar to that of an analogous series of detergents DDM, DM, and OG in our previous study. However, there was a striking difference upon comparison of the behavior of LMNG to that of DDM. LMNG showed considerably less motion than DDM, which resulted in the enhanced density of the aliphatic chains around the hydrophobic regions of the receptor and considerably more hydrogen bond formation between the head groups. This contributed to enhanced interaction energies between both detergent molecules and between the receptor and detergent, explaining the enhanced stability of GPCRs purified in this detergent. Branched detergents occlude between transmembrane helices and reduce their flexibility. Our results provide a rational foundation to develop detergent variants for stabilizing membrane proteins.
中文翻译：
支链去污剂如何稳定胶束中的 GPCR？
G 蛋白偶联受体 (GPCR) 的结构和功能特性通常在洗涤剂胶束环境中进行研究，但许多 GPCR 倾向于在短烷基链洗涤剂中变性或聚集。在我们之前的工作中 [Lee, S., et al. (2016) J. Am. 化学 社会。138, 15425–15433]，我们表明烷基糖苷中的 GPCR 是高度动态的，导致洗涤剂分子在跨膜 α-螺旋之间渗透，这是受体变性的第一步。虽然这在十二烷基麦芽糖苷（DDM，也称为月桂基麦芽糖苷）中的 GPCR 中没有观察到，但即使这种去污剂也不够温和，无法在纯化过程中保持许多 GPCR 的完整性。已发现月桂基麦芽糖新戊二醇 (LMNG) 去污剂在纯化天然状态的 GPCR 方面具有显着优势，因为它们比 DDM 赋予受体更高的稳定性。为了深入了解它们如何稳定 GPCR，我们使用了野生型腺苷 A 2A受体 (WT-A 2A R)、热稳定的 A 2A 的原子分子动力学模拟R (tA 2A R) 和野生型 β 2 -肾上腺素能受体 (β 2 AR) 在各种洗涤剂（LMNG、DMNG、OGNG 和 DDM）中。tA 2A的分子动力学模拟分析LMNG、DMNG 和 OGNG 中的 R 表明，这一系列洗涤剂表现出的行为与我们之前研究中的类似系列洗涤剂 DDM、DM 和 OG 的行为非常相似。然而，将 LMNG 的行为与 DDM 的行为进行比较时，存在显着差异。LMNG 显示出比 DDM 少得多的运动，这导致受体疏水区域周围脂肪链的密度增加，并且在头基之间形成了更多的氢键。这有助于增强两种洗涤剂分子之间以及受体与洗涤剂之间的相互作用能，解释了在这种洗涤剂中纯化的 GPCR 的稳定性增强。支链去污剂阻塞在跨膜螺旋之间并降低它们的柔韧性。
更新日期：2020-05-21
中文翻译：
支链去污剂如何稳定胶束中的 GPCR？
G 蛋白偶联受体 (GPCR) 的结构和功能特性通常在洗涤剂胶束环境中进行研究，但许多 GPCR 倾向于在短烷基链洗涤剂中变性或聚集。在我们之前的工作中 [Lee, S., et al. (2016) J. Am. 化学 社会。138, 15425–15433]，我们表明烷基糖苷中的 GPCR 是高度动态的，导致洗涤剂分子在跨膜 α-螺旋之间渗透，这是受体变性的第一步。虽然这在十二烷基麦芽糖苷（DDM，也称为月桂基麦芽糖苷）中的 GPCR 中没有观察到，但即使这种去污剂也不够温和，无法在纯化过程中保持许多 GPCR 的完整性。已发现月桂基麦芽糖新戊二醇 (LMNG) 去污剂在纯化天然状态的 GPCR 方面具有显着优势，因为它们比 DDM 赋予受体更高的稳定性。为了深入了解它们如何稳定 GPCR，我们使用了野生型腺苷 A 2A受体 (WT-A 2A R)、热稳定的 A 2A 的原子分子动力学模拟R (tA 2A R) 和野生型 β 2 -肾上腺素能受体 (β 2 AR) 在各种洗涤剂（LMNG、DMNG、OGNG 和 DDM）中。tA 2A的分子动力学模拟分析LMNG、DMNG 和 OGNG 中的 R 表明，这一系列洗涤剂表现出的行为与我们之前研究中的类似系列洗涤剂 DDM、DM 和 OG 的行为非常相似。然而，将 LMNG 的行为与 DDM 的行为进行比较时，存在显着差异。LMNG 显示出比 DDM 少得多的运动，这导致受体疏水区域周围脂肪链的密度增加，并且在头基之间形成了更多的氢键。这有助于增强两种洗涤剂分子之间以及受体与洗涤剂之间的相互作用能，解释了在这种洗涤剂中纯化的 GPCR 的稳定性增强。支链去污剂阻塞在跨膜螺旋之间并降低它们的柔韧性。
京公网安备 11010802027423号