蛋白質的結構層次通常被分為一到四級。但是在細胞擁擠環境下,胞內其它大分子和目標蛋白質形成瞬態復合物,也被稱為蛋白質“五級結構”,而導致五級結構形成的作用力被稱為五級作用力(quinary interaction)。但是關于該作用力的研究難度大,相關報道很少。青島能源所仿真模擬團隊利用該團隊發展的核磁共振-遠程化學位移擾動方法(chemical shift perturbations,CSPs)(圖1)(J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 12816),研究了蛋白質在細胞裂解液環境下的五級作用力。
研究發現,目標蛋白質和細胞裂解液中的大分子之間的五級作用削弱了蛋白質帶電殘基產生的電場(圖2),但并不改變蛋白質的主鏈結構。進一步的研究表明,電場的削弱和側鏈電荷的位置以及符號(正/負)有一定的關聯。該結果暗示,五級作用力的存在可能會改變蛋白質在細胞內的功能,即從試管里獲得的蛋白質性質和生理條件下蛋白質性質可能有一定的差異。
以上研究由青島能源所仿真模擬團隊姚禮山研究員主持完成,獲得國家自然科學基金的支持。
圖1、核磁共振方法-遠程化學位移擾動(CSPs)
圖2、細胞環境下五級作用力削弱帶點殘基產生的電場
附錄:
Zhang Ning?, An Liaoyuan?, Li Jingwen, Liu Zhijun, Yao Lishan﹡.
Quinary Interactions Weaken the Electric Field Generated by Protein Side Chain Charges in the Cell-like Environment. J. Am. Chem. Soc.,2017.(DOI:10.1021/jacs.6b11058, ?co-authors)