海藻糖在碳酸酐酶Ⅱ的去折叠和再折叠过程中的保护作用

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海藻糖(α-D-吡喃葡萄糖(1→1)α-D-吡喃葡萄糖)是存在于生命有机体中的非还原性二糖。它作为一种渗压剂对维持蛋白质构象具有重要作用。碳酸酐酶(CA;carbonic anhydrase,EC 4.2.1.1)是一种含金属酶,能可逆催化CO2的水合作用。现在以碳酸酐酶作为一种模式蛋白来研究海藻糖在其去折叠和再折叠过程中的作用。利用内源荧光、1—苯氨基萘—8—磺酸(ANS)荧光以及酶活力测定等手段研究了在有无海藻糖存在下,牛碳酸酐酶Ⅱ(BCAⅡ)变性后结构与活性的变化以及复性后的结构的变化。随着海藻糖浓度的提高,其对牛碳酸酐酶Ⅱ的热失活的保护作用明显增强。内源以及ANS荧光检测结果表明,海藻糖能有效地增加牛碳酸酐酶Ⅱ在盐酸胍变性下的稳定性。另外,在牛碳酸酐酶Ⅱ再折叠过程中,海藻糖能有效地防止蛋白的聚沉,并且这是浓度依赖性的。这些结果表明了海藻糖能够保护牛碳酸酐酶Ⅱ,防止其变性同时也能帮助其再折叠。渗压剂是是生物体在受到环境胁迫所产生的,海藻糖在面对不同的环境胁迫时行使不同的功能,因此相关的机制是不同的。我们研究发现海藻糖的保护作用很有可能与其对溶液表面张力的影响,与BCAⅡ的侧链相互作用以及优先排阻效应有关。另外基于之前提出的折叠模式,我们对牛碳酸酐酶Ⅱ可能的折叠途径进行了补充和完善。
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