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Biochemistry1994Mar22Vol.33issue(11)

セレノシステイン残基の取り込みによるタンパク質中のジオレニドブリッジの形成:生合成と(SE)2-チオレドキシンの特性評価

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

セレノシステインによるタンパク質中のシステイン残基の効率的な置換を可能にするシステムが考案されました。これには、システイン聴力栄養株におけるT7プロモーター/ポリメラーゼ系の助けを借りて、それぞれの遺伝子の過剰発現が含まれます。T7ポリメラーゼ形成の誘導は、システイン添加培地で行われ、その後、システインのウォッシュアウトとセレノシステインの存在下での目的の遺伝子産物の産生が行われました。このシステムは、大腸菌チオレドキシンの2つのシステイン残基を代用するために適用されました。エレクトロスプレー質量分析およびHPLCによる精製遺伝子産物の分析により、両方のシステイン残基がタンパク質の約75〜80%で置き換えられ、1つのシステイン残基のみが約5〜10%で置換され、12で置換が行われなかったことが明らかになりました。-17%のタンパク質。精製された遺伝子産物におけるジスレニド、セレノ硫黄、およびジスルフィドブリッジの発生は、ES/MSおよび化学修飾研究によって明らかにされました。ディスレニドブリッジは、これまで説明されていなかったタンパク質構造のエンティティを表しています。チオレドキシン[(SE)2チオレドキシン]のセレノシステインバリアントの酸化還元特性は、チオレドキシンのそれとは大幅に異なることがわかりました。後者のみが、過剰なベータメルカプトエタノールの存在下でネイティブ条件下で減少する可能性があります。次に、酸化された(SE)2チオレドキシンを、アニオン交換クロマトグラフィーにより、選択的に還元およびカルボキシメチル化タンパク質から分離しました。隔離された(SE)2チョウの純度は、少なくとも92%でした。

セレノシステインによるタンパク質中のシステイン残基の効率的な置換を可能にするシステムが考案されました。これには、システイン聴力栄養株におけるT7プロモーター/ポリメラーゼ系の助けを借りて、それぞれの遺伝子の過剰発現が含まれます。T7ポリメラーゼ形成の誘導は、システイン添加培地で行われ、その後、システインのウォッシュアウトとセレノシステインの存在下での目的の遺伝子産物の産生が行われました。このシステムは、大腸菌チオレドキシンの2つのシステイン残基を代用するために適用されました。エレクトロスプレー質量分析およびHPLCによる精製遺伝子産物の分析により、両方のシステイン残基がタンパク質の約75〜80%で置き換えられ、1つのシステイン残基のみが約5〜10%で置換され、12で置換が行われなかったことが明らかになりました。-17%のタンパク質。精製された遺伝子産物におけるジスレニド、セレノ硫黄、およびジスルフィドブリッジの発生は、ES/MSおよび化学修飾研究によって明らかにされました。ディスレニドブリッジは、これまで説明されていなかったタンパク質構造のエンティティを表しています。チオレドキシン[(SE)2チオレドキシン]のセレノシステインバリアントの酸化還元特性は、チオレドキシンのそれとは大幅に異なることがわかりました。後者のみが、過剰なベータメルカプトエタノールの存在下でネイティブ条件下で減少する可能性があります。次に、酸化された(SE)2チオレドキシンを、アニオン交換クロマトグラフィーにより、選択的に還元およびカルボキシメチル化タンパク質から分離しました。隔離された(SE)2チョウの純度は、少なくとも92%でした。

A system was devised which allows the efficient substitution of cysteine residues in a protein by selenocysteine. It involves overexpression of the respective gene with the aid of the T7 promotor/polymerase system in a cysteine auxotrophic strain. The induction of the T7 polymerase formation was performed in cysteine-supplemented medium followed by wash-out of the cysteine and production of the desired gene product in the presence of selenocysteine. The system was applied to substitute the two cysteine residues in Escherichia coli thioredoxin. Analysis of the purified gene product by electrospray mass spectrometry and HPLC revealed that both cysteine residues were replaced in approximately 75-80% of the protein, only one cysteine residue was substituted in about 5-10%, and no substitution had taken place in 12-17% of the protein. The occurrence of diselenide, seleno-sulfur, and disulfide bridges in the purified gene product was revealed by ES/MS and chemical modification studies. The diselenide bridge represents an entity in protein structures which has hitherto not been described. The redox property of the selenocysteine variant of thioredoxin [(Se)2-thioredoxin] was found to be substantially different from that of thioredoxin. Only the latter could be reduced under native conditions in the presence of an excess of beta-mercaptoethanol. The oxidized (Se)2-thioredoxin was then separated from the selectively reduced and carboxymethylated protein by anion-exchange chromatography. The purity of the isolated (Se)2-thioredoxin was at least 92%.

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