Published July 6, 1999
| Version v1
Publication
Open
Folding of a pressure-denatured model protein
Creators
- 1. Fundación Ciencias Exactas y Naturales
- 2. University of Buenos Aires
- 3. Universidade Federal do Rio de Janeiro
- 4. Universidad de Granada
Description
The noncovalent complex formed by the association of two fragments of chymotrypsin inhibitor-2 is reversibly denatured by pressure in the absence of chemical denaturants. On pressure release, the complex returned to its original conformation through a biphasic reaction, with first-order rate constants of 0.012 and 0.002 s −1 , respectively. The slowest phase arises from an interconversion of the pressure-denatured state, as revealed by double pressure-jump experiments. Below 5 μM, the process was concentration dependent with a second-order rate constant of 1,700 s −1 M −1 . Fragment association at atmospheric pressure showed a similar break in the order of the reaction above 5 μM, but both first- and second-order folding/association rates are 2.5 times faster than those for the refolding of the pressure-denatured state. Although the folding rates of the intact protein and the association of the fragments displayed nonlinear Eyring behavior for the temperature dependence, refolding of the pressure-denatured complex showed a linear response. The negligible heat capacity of activation reflects a balance of minimal change in the burial of residues from the pressure-denatured state to the transition state. If we add the higher energy barrier in the refolding of the pressure-denatured state, the rate differences must lie in the structure of this state, which has to undergo a structural rearrangement. This clearly differs from the conformational flexibility of the isolated fragments or the largely unfolded denatured state of the intact protein in acid and provides insight into denatured states of proteins under folding conditions.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يتم تشويه المركب غير التكافئي الذي يتكون من ارتباط شظيتين من مثبط الكيموتريبسين -2 بشكل عكسي عن طريق الضغط في غياب المواد الكيميائية المسببة للأمراض. عند إطلاق الضغط، عاد المركب إلى شكله الأصلي من خلال تفاعل ثنائي الطور، مع ثوابت معدل من الدرجة الأولى تبلغ 0.012 و 0.002 ثانية -1 ، على التوالي. تنشأ أبطأ مرحلة من التحويل البيني للحالة المشوهة بالضغط، كما يتضح من تجارب الضغط المزدوج والقفز. أقل من 5 ميكرومتر، كانت العملية تعتمد على التركيز مع ثابت معدل من الدرجة الثانية يبلغ 1700 ثانية −1 م −1 . أظهر ارتباط الشظايا عند الضغط الجوي انكسارًا مشابهًا في ترتيب التفاعل فوق 5 ميكرومتر، ولكن كل من معدلات الطي/الارتباط من الدرجة الأولى والثانية أسرع 2.5 مرة من تلك الخاصة بإعادة طي الحالة المشوهة بالضغط. على الرغم من أن معدلات طي البروتين السليم وارتباط الشظايا أظهرت سلوكًا غير خطي للعين للاعتماد على درجة الحرارة، إلا أن إعادة طي المركب المشوه بالضغط أظهر استجابة خطية. تعكس السعة الحرارية الضئيلة للتنشيط توازنًا بين الحد الأدنى من التغيير في دفن المخلفات من الحالة المشوهة بالضغط إلى الحالة الانتقالية. إذا أضفنا حاجز الطاقة الأعلى في إعادة طي الحالة المشوهة بالضغط، فيجب أن تكمن اختلافات المعدل في بنية هذه الحالة، والتي يجب أن تخضع لإعادة ترتيب هيكلي. يختلف هذا بوضوح عن المرونة التركيبية للشظايا المعزولة أو الحالة المشوهة إلى حد كبير للبروتين السليم في الحمض ويوفر نظرة ثاقبة على الحالات المشوهة للبروتينات في ظل ظروف الطي.Translated Description (French)
Le complexe non covalent formé par l'association de deux fragments d'inhibiteur-2 de la chymotrypsine est dénaturé de manière réversible par pression en l'absence de dénaturants chimiques. Au relâchement de la pression, le complexe est revenu à sa conformation d'origine par une réaction biphasique, avec des constantes de vitesse de premier ordre de 0,012 et 0,002 s −1 , respectivement. La phase la plus lente résulte d'une interconversion de l'état dénaturé en pression, comme le révèlent les expériences de double saut de pression. En dessous de 5 μM, le processus était dépendant de la concentration avec une constante de vitesse de second ordre de 1700 s −1 M −1 . L'association des fragments à la pression atmosphérique a montré une rupture similaire dans l'ordre de la réaction au-dessus de 5 μM, mais les taux de pliage/association du premier et du deuxième ordre sont 2,5 fois plus rapides que ceux du repliement de l'état dénaturé par pression. Bien que les taux de repliement de la protéine intacte et l'association des fragments aient montré un comportement d'Eyring non linéaire pour la dépendance à la température, le repliement du complexe dénaturé par pression a montré une réponse linéaire. La capacité thermique négligeable d'activation reflète un équilibre de changement minimal dans l'enfouissement des résidus de l'état dénaturé par pression à l'état de transition. Si nous ajoutons la barrière d'énergie supérieure dans le repliement de l'état dénaturé en pression, les différences de taux doivent résider dans la structure de cet état, qui doit subir un réarrangement structurel. Cela diffère clairement de la flexibilité conformationnelle des fragments isolés ou de l'état dénaturé largement déplié de la protéine intacte dans l'acide et donne un aperçu des états dénaturés des protéines dans des conditions de repliement.Translated Description (Spanish)
El complejo no covalente formado por la asociación de dos fragmentos de inhibidor de quimotripsina-2 se desnaturaliza reversiblemente por presión en ausencia de desnaturalizantes químicos. Al liberar la presión, el complejo volvió a su conformación original a través de una reacción bifásica, con constantes de velocidad de primer orden de 0.012 y 0.002 s-1 , respectivamente. La fase más lenta surge de una interconversión del estado desnaturalizado por presión, como lo revelan los experimentos de doble salto de presión. Por debajo de 5 μM, el proceso dependía de la concentración con una constante de velocidad de segundo orden de 1700 s-1M-1 . La asociación de fragmentos a presión atmosférica mostró una ruptura similar en el orden de la reacción por encima de 5 μM, pero las tasas de plegamiento/asociación de primer y segundo orden son 2,5 veces más rápidas que las del replegamiento del estado desnaturalizado por presión. Aunque las tasas de plegamiento de la proteína intacta y la asociación de los fragmentos mostraron un comportamiento de Eyring no lineal para la dependencia de la temperatura, el replegamiento del complejo desnaturalizado por presión mostró una respuesta lineal. La capacidad calorífica insignificante de la activación refleja un equilibrio de cambio mínimo en el enterramiento de residuos del estado desnaturalizado por presión al estado de transición. Si sumamos la barrera de energía más alta en el replegamiento del estado desnaturalizado por presión, las diferencias de velocidad deben residir en la estructura de este estado, que tiene que sufrir un reordenamiento estructural. Esto difiere claramente de la flexibilidad conformacional de los fragmentos aislados o el estado desnaturalizado en gran medida desplegado de la proteína intacta en ácido y proporciona información sobre los estados desnaturalizados de las proteínas en condiciones de plegamiento.Files
paper_00278424_v96_n14_p7888_MohanaBorges.pdf.pdf
Files
(120.2 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:e4fe7157b72bbb8c9e1e6fcb64ede5c7
|
120.2 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- طي بروتين نموذجي مشوه بالضغط
- Translated title (French)
- Pliage d'une protéine modèle dénaturée par pression
- Translated title (Spanish)
- Plegado de una proteína modelo desnaturalizada por presión
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2104780758
- DOI
- 10.1073/pnas.96.14.7888
References
- https://openalex.org/W1964592445
- https://openalex.org/W1966683512
- https://openalex.org/W1974137193
- https://openalex.org/W1975936699
- https://openalex.org/W1981741652
- https://openalex.org/W1982386257
- https://openalex.org/W1991723190
- https://openalex.org/W1993321394
- https://openalex.org/W1995253199
- https://openalex.org/W1996711229
- https://openalex.org/W2014095962
- https://openalex.org/W2036130605
- https://openalex.org/W2036246144
- https://openalex.org/W2040731372
- https://openalex.org/W2041158891
- https://openalex.org/W2046240009
- https://openalex.org/W2051302860
- https://openalex.org/W2054448211
- https://openalex.org/W2064009192
- https://openalex.org/W2082301993
- https://openalex.org/W2088533660
- https://openalex.org/W2088688104
- https://openalex.org/W2090304431
- https://openalex.org/W2095400371
- https://openalex.org/W2111726538
- https://openalex.org/W2117747873
- https://openalex.org/W2130754231
- https://openalex.org/W2131547438
- https://openalex.org/W2141250779
- https://openalex.org/W2143416345
- https://openalex.org/W2146606022
- https://openalex.org/W2171755502