気相と溶液中におけるピルビン酸キナーゼの構造安定性の比較

Comparing the Conformational Stability of Pyruvate Kinase in the Gas Phase and in Solution.

• Lucienne Nouchikian
• Cristina Lento
• Katherine Donovan
• Renwick Dobson
• Derek J Wilson

抄録

衝突誘起アンフォールディング(CIU)は、気相中のタンパク質複合体を特徴づけるためにますます利用されるようになってきており、リガンド結合によって引き起こされるコンフォメーションの安定化を検出するためによく利用されている。しかし、CIUによって測定された気相のコンフォメーション安定性が、溶液中の類似したパラメータをどの程度反映しているのか、特に点突然変異によってコンフォメーションやタンパク質複合体の安定性が変調されている系については、まだ明らかになっていない。ここでは、ホモテトラマーピルビン酸キナーゼの4つの点変異体のCIU由来の相対安定性を、示差走査型蛍光光度法(DSF)で測定した溶液安定性と、時間分解エレクトロスプレーイオン化水素-重水素交換(TRESI-HDX)で測定した溶液のコンフォメーションダイナミクスと比較した。我々の結果は、溶液中のモノマーの四量体状態の不安定化と構造安定性の低下の両方が、CIUで観測された特異的なアンフォールディング転移の低いオンセットエネルギーとよく相関していることを示している。しかし、CIUとHDXのデータを比較した場合、この相関関係は完全には保たれていない。

Collision induced unfolding (CIU) is increasingly used to characterize protein complexes in the gas phase and is often employed to detect ligand binding-induced conformational stabilization. However, the extent to which gas-phase conformational stabilities measured by CIU reflect analogous parameters in solution is not yet clear, particularly for systems where conformational and protein complex stability are modulated by point mutation. Here, we compare CIU-derived relative stabilities of four point mutants of the homotetramer pyruvate kinase to solution stabilities measured by differential scanning fluorimetry (DSF) and solution conformational dynamics measured by time-resolved electrospray ionization hydrogen-deuterium exchange (TRESI-HDX). Our results demonstrate that both destabilization of the tetrameric state and generally reduced conformational stability of the monomer in solution are well correlated to lower onset energies for specific unfolding transitions observed in CIU. However, this correlation not fully retained when comparing CIU to HDX data, where the latter measurement is strongly impacted by conformational dynamics within the tetramer.