塩酸グアニジンまたは尿素によるタンパク質変性は、静電相互作用の寄与に応じて、安定性の異なる推定値を提供します

この研究の目的は、尿素と塩酸グアニジン（GDNHCL）が特定のタンパク質の安定性の推定値を与えるかどうかの問題に対処することでした。以前、GDNHClおよび尿素変性データからのタンパク質の安定性の推定値は、タンパク質を安定化する静電相互作用によって異なる可能性があると疑っていました。したがって、4つのコイルドコイルアナログが設計されました。ここでは、チャイン内および鎖の静電アトラクションの数（a）が系統的に反発（R）に変更されました：20A、15A5R、10A10R、および20R。GDNHCLの変性データは、20のアトラクションから20の反発までの静電相互作用がある4つのコイルドコイルアナログが非常に類似した[GDNHCL] 1/2値（合同の平均3.5 m）、および同様にデルタDelta Gu値は0（0.2 kcal/mol）に非常に近かった。対照的に、尿素の変性は、[尿素] 1/2の値が20の静電魅力から20の反発（20a、7.4 m; 15a5r、5.4 m; 10a10r、3.2 m;および20r、1.4 m）に段階的に変化すると比例して減少することを示しました。、そして、Delta Delta GUの値は、静電相互作用の違いの増加とともに増加しました（20A-15A5R、1.5 kcal/mol; 20A-10A10R、3.7 kcal/mol;および20a-20r、5.8 kcal/mol）。これらの結果は、GDNHCLのイオン性がこれらのモデルタンパク質における静電相互作用を覆い隠すことを示しています。したがって、GDNHClと尿素の変性は、タンパク質の静電相互作用の重要性に応じて、タンパク質の安定性の大きく異なる推定値を与える可能性があります。

The objective of this study was to address the question of whether or not urea and guanidine hydrochloride (GdnHCl) give the same estimates of the stability of a particular protein. We previously suspected that the estimates of protein stability from GdnHCl and urea denaturation data might differ depending on the electrostatic interactions stabilizing the proteins. Therefore, 4 coiled-coil analogs were designed, where the number of intrachain and interchain electrostatic attractions (A) were systematically changed to repulsions (R): 20A, 15A5R, 10A10R, and 20R. The GdnHCl denaturation data showed that the 4 coiled-coil analogs, which had electrostatic interactions ranging from 20 attractions to 20 repulsions, had very similar [GdnHCl]1/2 values (average of congruent to 3.5 M) and, as well, their delta delta Gu values were very close to 0 (0.2 kcal/mol). In contrast, urea denaturation showed that the [urea]1/2 values proportionately decreased with the stepwise change from 20 electrostatic attractions to 20 repulsions (20A, 7.4 M; 15A5R, 5.4 M; 10A10R, 3.2 M; and 20R, 1.4 M), and the delta delta Gu values correspondingly increased with the increasing differences in electrostatic interactions (20A-15A5R, 1.5 kcal/mol; 20A-10A10R, 3.7 kcal/mol; and 20A-20R, 5.8 kcal/mol). These results indicate that the ionic nature of GdnHCl masks electrostatic interactions in these model proteins, a phenomenon that was absent when the unchanged urea was used. Thus, GdnHCl and urea denaturations may give vastly different estimates of protein stability, depending on how important electrostatic interactions are to the protein.