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HIV-1整合酶核心区野生型和F185K突变型活性和溶解性的比较及分子动力学模拟分析
  • ISSN号:1000-3282
  • 期刊名称:生物化学与生物物理进展
  • 时间:0
  • 页码:1146-1153
  • 语言:中文
  • 分类:O641[理学—物理化学;理学—化学] Q7[生物学—分子生物学]
  • 作者机构:[1]北京工业大学生命科学与生物工程学院,北京100124, [2]乐山师范学院化学与生命科学学院,乐山614004
  • 相关基金:国家自然科学基金(30670497).和北京市自然科学基金(5072002)资助项目.
  • 相关项目:用分子模拟与分子信标实验研究蛋白质-DNA的结合模式
中文摘要:

表达纯化了野生型(WT)及F185K突变型HIV-1整合酶核心区蛋白(INc),并对二者的溶解性和活性进行了比较.实验结果表明:F185K突变后INc溶解性显著提高,活性有一定程度降低.对WT和F185KIN。体系进行了1800ps的分子动力学模拟.模拟结果表明:F185KINc功能loop区柔性和蛋白质整体运动性降低,使蛋白质活性降低,F185K突变后盐桥网络的变化驱动了斟,局部构象改变,引起INc表面的部分疏水残基被包埋,亲水残基暴露,相对亲水溶剂可接近面积增大,同时,突变后Ⅳ。与水之间形成氢键的数量增加,与水之间作用加强,以上变化使INc溶解性提高.分子动力学模拟与实验结果相吻合.为理解蛋白质溶解性和对蛋白质进行可溶性改造提供了一定的理论依据.

英文摘要:

Wild type (WT) and F185K mutant type ofHIV-1 integrase catalytic domain (INc) were expressed and purified, and their solubility and activity were compared. The experiment results show that the solubility of F185K mutated INc was dramatically increased, whereas the activity was reduced to some extent. Subsequently, 1 800 ps molecular dynamics (MD) simulations for the WT and F185K type of INc in water were performed. The MD simulation results demonstrate that the flexibility of the catalytic loop region and the total mobility of F185K INc was reduced, which causes the decrease of activity. After the F185K mutation, changes of the salt bridge network drove the conformational change of INc, resulted in the burying of some hydrophobic residues and exposure of some other hydrophilic residues on the protein surface. Therefore, the relative hydrophilic solvent accessible surface of INc was increased. Moreover, the F185K mutation increased the hydrogen number between the INc protein and water molecule, as a consequence, the protein-water interaction was enhanced. These above changes contribute to the solubility increase of INc. It is found that the results obtained from MD simulation are in good agreement with the experiment data. The above mentioned results provides valuable insight for the understanding of protein solubility and will be helpful in protein engineering for increasing the solubility of proteins.

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期刊信息
  • 《生物化学与生物物理进展》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院生物物理研究所 中国生物物理学会
  • 主编:王大成
  • 地址:北京市朝阳区大屯路15号
  • 邮编:100101
  • 邮箱:prog@sun5.ibp.ac.cn
  • 电话:010-64888459
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3282
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2161/Q
  • 邮发代号:2-816
  • 获奖情况:
  • 1999年中国期刊奖提名奖,2000年中国科学院优秀期刊特别奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),美国生物科学数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:18821