尿素によるタンパク質の変性の分子メカニズム

タンパク質 - ソリュート相互作用を理解することは、タンパク質化学のかなりの課題の1つです。したがって、多数の実験的研究により、タンパク質が水性尿素溶液で展開するメカニズムを説明しようとしました。低尿素濃度での速度論的証拠、（1）H NMR分光分析、および分子軌道計算に基づいて、尿素におけるRNase Aの変性の機構モデルを提案します。我々の結果は、タンパク質不活性化の初期ステップとしての尿素とプロトン化ヒスチジン間の直接的な相互作用をサポートし、それに続く極性残基による水素結合形成、およびタンパク質変性の最終ステップとしての疎水性崩壊の破壊をサポートします。提案されたモデルを使用すると、尿素とのタンパク質変性のメカニズムに関する文献で、明らかに矛盾する結果を合理化することができます。

Understanding protein-solute interactions is one of the sizable challenges of protein chemistry; therefore, numerous experimental studies have attempted to explain the mechanism by which proteins unfold in aqueous urea solutions. On the basis of kinetic evidence at low urea concentrations, (1)H NMR spectroscopic analysis, and molecular orbital calculations, we propose a mechanistic model for the denaturation of RNase A in urea. Our results support a direct interaction between urea and protonated histidine as the initial step for protein inactivation followed by hydrogen bond formation with polar residues, and the breaking of hydrophobic collapse as the final steps for protein denaturation. With the proposed model, we can rationalize apparently conflicting results in the literature about the mechanism of protein denaturation with urea.