本研究通过理论分析提出,带电残基可解离基团的pKa向中性区域漂移所引起的天然态构象熵增加可以促进蛋白稳定。我们以极端嗜热蛋白Ssh10b作为模型蛋白,进行了相关的研究。在Ssh10b的27个带电残基中,有约11个可以在pH6-9之间被滴定,表明在Ssh10b中有相当数量的可解离基团的pKa发生了向中性区漂移的现象。通过NMR,我们进一步测定了Ssh10b中可解离基团的pKa,已经得到的数据显示,在Ssh10b中,确实存在着可解离基团pKa的显著漂移。同时,通过一系列有关脯氨酸突变体蛋白的去折叠实验,结合一个包含脯氨酸异构化平衡的新的去折叠模型,证明了天然态时脯氨酸残基异构化所引起的构象熵增加可以促进Ssh10b的稳定,从而间接为可解离基团pKa漂移可以促进蛋白稳定这一观点提供了实验证据。本研究还通过一个Sac10b蛋白家族的非典型成员Mth10b与该家族典型成员的结构对比,结合基因定点突变及蛋白质核酸体外结合实验,从而揭示了该家族典型成员与DNA相互作用的分子机制。此外,本研究还发现,盐作为外部因素可以极大的促进Mth10b的稳定,这可能是该蛋白在生理条件下保持稳定的关键因素。
英文主题词protein stability, conformational entropy, pKa shift, proline isomerization, DNA-binding mechanism