鼠脑驱动蛋白ATP水解机制的晶体学分析

鼠脑驱动蛋白是一类利用ATP水解释放的能量在微管系统上高连续性运动的常规驱动蛋白。了解ATP水解的化学能如何转化为机械动能是驱动蛋白研究中的重大课题。为此,鼠脑驱动蛋白单体(rK354)的晶体通过浸泡的方式引入ATP的结构类似物AMPPNP。rK354-AMPPNP复合物和rK354-ADP复合物结构的比较,揭示了开关区域Ⅱ的Glu237起连接ATP的γ-磷酸和驱动蛋白微管结合区的枢纽作用。

鼠脑驱动蛋白的表达、纯化和结晶

驱动蛋白是一类利用水解ATP为ADP和磷酸的过程中释放的能量沿微管系统运动的蛋白。为了研究ATP中储存的化学能是如何转化为驱动蛋白的机械动能,鼠脑驱动蛋白的相关N-端区域在BL21-Codon Plus(DE3)-RP感受态大肠杆菌细胞中大量地表达。通过SP-强阳离子交换色谱和分子筛色谱的两步骤纯化,蛋白最终产量高达10 mg/L细胞培养液,蛋白纯度可以达到95%以上。纯化的蛋白具有水解ATP酶的活力,并与驱动蛋白抗体有特异性的反应。驱动蛋白可以在如下条件结晶:1.7 mol/L(NH4)2SO4,500 mmol/L NaCl,20%glycerol。晶体衍射的分辨率可以达到2.0。