| Fluorescence Titrations to Determine the Binding Affinity of Cyclic Nucleotides to SthK Ion Channels
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Author:
Date:
2018-10-05
[Abstract] The cyclic-nucleotide modulated ion channel family includes cyclic nucleotide-gated (CNG) and hyperpolarization-activated and cyclic nucleotide-modulated (HCN) channels, which play essential roles in visual and olfactory signaling and the heart pacemaking activity. Functionally, these channels have been extensively characterized by electrophysiological techniques from protein heterologously expressed in Xenopus oocytes and mammalian cells. On the other hand, expression and purification of these proteins for biophysical and structural analyses in vitro is problematic and expensive ...
[摘要] 环核苷酸调节的离子通道家族包括环核苷酸门控（CNG）和超极化激活和环核苷酸调节（HCN）通道，其在视觉和嗅觉信号传导和心脏起搏活动中起重要作用。在功能上，这些通道已经通过来自非洲爪蟾卵母细胞和哺乳动物细胞中异源表达的蛋白质的电生理学技术进行了广泛的表征。另一方面，这些蛋白质的表达和纯化用于体外生物物理和结构分析是有问题且昂贵的，因此，文献中仅提供关于纯化通道的有限信息。在这里，我们描述了用于将荧光标记的环核苷酸与真核CNG通道的同源物结合研究的方案。此外，我们描述了如何在竞争测定中直接探测未标记的环核苷酸的结合。使用荧光作为配体结合的灵敏探针可减少所需蛋白质的量，并使用标准实验室设备进行快速简便的测量。
【背景】了解蛋白质在分子细节中的功能需要广泛的微观表征。对于配体门控离子通道，需要进行不同的分析以获得有关蛋白质与配体的特异性相互作用，配体结合位点和孔隙之间的通信以及通道特异性特征（如离子通量和失活或脱敏）的信息。属性。与对应于各种功能状态的通道构象的结构数据一起，这允许开发通道功能和调节的完整机械描述。环核苷酸门控（CNG）离子通道是四聚体钾通道，由于它们在嗅觉和视觉信号级联中的功能而特别受关注（Kaupp和Seifert，2002; Craven和Zagotta，2006）。然而，在确定的条件下，纯化的CNG通道的数据非常有限，主要来自单分子力谱（Higgins ...
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| Fluorophore Labeling, Nanodisc Reconstitution and Single-molecule Observation of a G Protein-coupled Receptor
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Author:
Date:
2017-06-20
[Abstract] Activation of G protein-coupled receptors (GPCRs) by agonist ligands is mediated by a transition from an inactive to active receptor conformation. We describe a novel single-molecule assay that monitors activation-linked conformational transitions in individual GPCR molecules in real-time. The receptor is site-specifically labeled with a Cy3 fluorescence probe at the end of trans-membrane helix 6 and reconstituted in phospholipid nanodiscs tethered to a microscope slide. Individual receptor molecules are then monitored over time by single-molecule total internal reflection fluorescence ...
[摘要] 通过激动剂配体激活G蛋白偶联受体（GPCR）是通过从无活性受体构象向活性受体构象的转变来介导的。我们描述了一种新颖的单分子测定法，可以实时监测单个GPCR分子中的激活连锁构象转换。受体在跨膜螺旋6末端用Cy3荧光探针进行位点特异性标记，并在连接到显微镜载玻片的磷脂纳米圆盘中重构。然后通过单分子全内反射荧光显微镜随时间监测单个受体分子，显示无活性和活性样构象之间的自发转变。该测定提供关于无活性和活性受体构象的平衡分布以及构象交换的速率常数的信息。实验可以在不存在配体的情况下进行，显示负责基础信号传导活动的自发构象过渡，或者存在激动剂或反向激动剂配体，揭示配体如何改变受体的动力学刺激或抑制信号传导活性。所得到的机械信息对于改进的GPCR靶向药物的设计是有用的。单分子测定法在β2肾上腺素能受体的背景下进行了描述，但可扩展到多种GPCRs。
【背景】GPCR介导本地和远距离的细胞通讯，特别是内分泌系统。例如，细胞对激素如肾上腺素的反应是通过肾上腺素能受体介导的，其中β2肾上腺素能受体（β2AR）是突出的成员。 ...
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| Determination of Hydrodynamic Radius of Proteins by Size Exclusion Chromatography
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Author:
Date:
2017-04-20
[Abstract] Size exclusion chromatography (SEC) or gel filtration is a hydrodynamic technique that separates molecules in solution as a function of their size and shape. In the case of proteins, the hydrodynamic value that can be experimentally derived is the Stokes radius (Rs), which is the radius of a sphere with the same hydrodynamic properties (i.e., frictional coefficient) as the biomolecule. Determination of Rs by SEC has been widely used to monitor conformational changes induced by the binding of calcium (Ca2+) to many Ca2+-sensor proteins. For ...
[摘要] 尺寸排阻色谱法（SEC）或凝胶过滤是一种流体动力学技术，它将溶液中的分子作为其尺寸和形状的函数。在蛋白质的情况下，可以通过实验得出的流体动力学值是斯托克斯半径（R s），它是具有相同流体力学性质的球体的半径（即， >摩擦系数）作为生物分子。通过SEC测定R s已经被广泛用于监测由钙（Ca 2+）与许多Ca 2+连接引起的构象变化传感器蛋白。对于这类蛋白质，SEC分离不仅基于Ca 2 + 结合后的蛋白质尺寸变化，而且可能来自水合壳结构的变化。
该方案旨在使用快速蛋白质液相色谱（FPLC）系统对预填充柱进行凝胶过滤实验，以确定蛋白质的R 1，其中一些适用于Ca 2 + 传感器蛋白。
凝胶过滤基于其相对的能力分离不同大小和形状的分子，以穿透具有明确孔径的多孔珠床，其识别分馏范围。大于完全排除进入孔隙的分馏范围的分子快速流过色谱柱，首先以空间体积（V 0 O）（其为支持颗粒外的间隙体积）洗脱。能够扩散到珠的孔中的小于分级范围的分子具有可用于流动相的总体积，因此它们更缓慢地移动通过床并最后洗脱。具有中等维度的分子将以包含在流动相可利用的空隙体积和总体积之间的洗脱体积（V e e e e）被洗脱（分子越小，其进入孔隙越大矩阵，因此其V e e越大）。
蛋白质的分子量可以通过比较其洗脱体积参数K ...
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