A time-dependent folding process was used to determine whether or not protein disulfide isomerase (PDI) plays an important role in the maturation of nascent lactoferrin polypeptides. Interaction between lactoferrin and PDI was analyzed according to the co-immunoprecipitation of the two proteins. The results indicate that lactoferrin folding requires a significant interaction with PDI and its binding is relatively brief compared to other nascent polypeptides. The amount of lactoferrin interacting with PDI increases up to half a minute and sharply decreases beyond this time point. During the refolding process that follows reduction by DTT, lactoferrin polypeptides heavily interact with PDI and the interaction period was extended compared to the normal folding process. In terms of the temperature effect on PDI-lactoferrin interaction, PDI binds to lactoferrin polypeptides longer at a lower temperature (here, $25^{\circ}C$) than $37^{\circ}C$. The lactoferrin-PDI interaction was also studied in vitro. According to the in vitro experiment data, PDI was still functional in cell lysates assisting lactoferrin folding into the mature form. PDI interacts with lactoferrin polypeptides for an extended period during the folding in vitro. During the refolding process in vitro, intermolecular aggregates and refolding oligomers matured into a functional form after PDI binds to the lactoferrin. These results suggest that PDI provides a prolonged chaperoning activity in the refolding processes and that there appears to be a greater requirement for PDI chaperone activity in the refolding of lactoferrin polypeptides.
Substantial progress has been made towards understanding the folding mechanisms of proteins in virto and in vivo even though the general rules governing such folding events remain unknown. This paper reviews current folding models along with experimental approaches used to elucidate the folding pathways. Protein misfolding is discussed in relation to disease states, such as amyloidosis, and the recent findings on the mechanism of converting normally soluble proteins into amyloid fibrils through the formation of intermediates provide an insight into understanding the pathogenesis of amyloid formation and possible cules for the development of therapeutic treatments. Finally, some commonly adopted refolding strategies developed over the part decade are summarized.
Recombinant Pseudomonas lipase was used to study protein aggregation and adsorption upon in vitro refolding. Protein adsorption as well as aggregation was responsible for major side reactions upon in vitro refolding as a function of protein concentration. The optimal range of protein concentration was determined by the relative contribution of protein aggregation and adsorption. Above the optimal range, the yield of active lipase inversely correlated with protein aggregation, showing a competition between folding and aggregation. However, adsorption of protein rather than protein aggregation is thought to contribute as a major side reaction of the refolding process at sub-optimal concentrations at which the formation of aggregates should be more reduced. Protein aggregation was influenced by the amount of guanidine hydrochloride in the refolding solvent. The refolding temperature was a critical factor determining the extent of protein aggregation. The refolding yield was also affected by the dilution fold and dilution mode, which suggests that the refolding process might kinetically compete with the rate of mixing.
The effects of several variables on the refolding of hen egg white lysozyme have been studied, Lysozyme was denatured in both urea, and guanidine hydrochloride(GuHCl), and batch refolded by dilution (100 to 1000 fold) into 0.1 M Tris-HCI, pH 8.2 mM EDTA 3 mM reduced glutathione and 0.3 mM oxidised glutathions. Refolding was found to be sensitive to temperature, with the highest refolding yield obtained at 50$\^{C}$. The apparent activation energy for lysozyme re-folding wasf ound to be 56kJ/mol, Refolding by dilution results in low concentrations of both de-naturant and reducing agent species. It was found that the residual concentrations obtained dur-ing dilution(100-fold dilution:[GuHCI]=0.06 mM, [DTT]=0.15 mM) were significant and could inhibit lysozyme refolding. This study has also shown that the initial protein concentration (1-10mg/mL) that is refolded is an important parameter. In the presence of residual GuHCl and DTT higher refolding yields were obtained when starting from higher initial lysozyme concentra-tions. This trend was reversed when residual denaturant components were removed from the re-folding buffer.
Ristl, Robin;Kainz, Birgit;Stadlmayr, Gerhard;Schuster, Heinrich;Pum, Dietmar;Messner, Paul;Obinger, Christian;Schaffer, Christina
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
v.22
no.9
/
pp.1271-1278
/
2012
Genetic fusion of two proteins frequently induces beneficial effects to the proteins, such as increased solubility, besides the combination of two protein functions. Here, we study the effects of the bacterial surface layer protein SgsE from Geobacillus stearothermophilus NRS 2004/3a on the folding of a C-terminally fused enhanced green fluorescent protein (EGFP) moiety. Although GFPs are generally unable to adopt a functional confirmation in the bacterial periplasm of Escherichia coli cells, we observed periplasmic fluorescence from a chimera of a 150-amino-acid N-terminal truncation of SgsE and EGFP. Based on this finding, unfolding and refolding kinetics of different S-layer-EGFP chimeras, a maltose binding protein-EGFP chimera, and sole EGFP were monitored using green fluorescence as indicator for the folded protein state. Calculated apparent rate constants for unfolding and refolding indicated different folding pathways for EGFP depending on the fusion partner used, and a clearly stabilizing effect was observed for the SgsE_C fusion moiety. Thermal stability, as determined by differential scanning calorimetry, and unfolding equilibria were found to be independent of the fused partner. We conclude that the stabilizing effect SgsE_C exerts on EGFP is due to a reduction of degrees of freedom for folding of EGFP in the fused state.
Kim, Sun-Ok;Sohn, Mi-Jin;Jeong, Soon-Seog;Shin, Jeh-Hoon;Lee, Young-Ik
BMB Reports
/
v.32
no.6
/
pp.521-528
/
1999
The folding of recombinant hepatitis B virus X-protein (rHBx) solubilized from Escherichia coli inclusion bodies was investigated. By sequential dialysis of urea, rHBx was folded into its native structure, which was demonstrated by the efficacy of its transcriptional activation of the adenovirus major late promoter (MLP), fluorescence spectroscopy, and circular dichroism (CD) analysis. The decrease in CD values at 220 nm and a corresponding blue shift of the intrinsic fluorescence emission confirmed the ability of rHBx to refold in lower concentrations of urea, yielding the active protein. Equilibrium and kinetic studies of the refolding of rHBx were carried out by tryptophan fluorescence measurements. From the biphasic nature of the fluorescence curves, the existence of stable intermediate states in the renaturation process was inferred. Reverse phase-high performance liquid chromatography (RP-HPLC) analysis further demonstrated the existence of these intermediates and their apparent compactness.
The folding kinetics of $WT^*$ ubiquitin variant with valine to alanine mutation at sequence position 26 (HubWA) was studied by stopped-flow fluorescence spectroscopy. While unfolding kinetics showed a single exponential phase, refolding reaction showed three exponential phases. The semi-logarithmic plot of urea concentration vs. rate constant for the first phase showed v-shape pattern while the second phase showed v-shape with roll-over effect at low urea concentration. The rate constant and the amplitude of the third phase were constant throughout the urea concentrations, suggesting that this phase represents parallel process due to the configurational isomerization. Interestingly, the first and second phases appeared to be coupled since the amplitude of the second phase increased at the expense of the amplitude of the first phase in increasing urea concentrations. This observation together with the roll-over effect in the second folding phase indicates the presence of intermediate state during the folding reaction of HubWA. Quantitative analysis of Hub-WA folding kinetics indicated that this intermediate state is on the folding pathway. Folding kinetics measurement of a mutant HubWA with hydrophobic core residue mutation, Val to Ala at residue position 17, suggested that the intermediate state has significant amount of native interactions, supporting the interpretation that the intermediate is on the folding pathway. It is considered that HubWA is a useful model protein to study the contribution of residues to protein folding process using folding kinetics measurements in conjunction with protein engineering.
The goal of this study is to investigate effects of temperature and co-chaperonin requirement for in vitro protein refolding assisted by E. coli chaperone GroEL under permissive and nonpermissive temperature conditions. In vitro protein refolding of two denatured proteins was kinetically investigated under several conditions in the presence of GroEL. Effects of temperature and GroES-requirement on the process of prevention of protein aggregation and refolding of denatured protein were extensively monitored. We have found that E. coli GroEL chaperone system along with ATP is required for invitro refolding of unfolded polypeptide under nonpermissive temperature of $37^{\circ}C$. However, under permissive condition spontaneous refolding can occur due to lower temperature, which can competes with chaperone-mediated protein refolding via GroEL chaperone system. Thus, GroEL seemed to divert spontaneous refolding pathway of unfolded polypeptide toward chaperone-assisted refolding pathway, which is more efficient protein refolding pathway.
Khalifeh, Khosrow;Ranjbar, Bijan;Alipour, Bagher Said;Hosseinkhani, Saman
BMB Reports
/
v.44
no.2
/
pp.102-106
/
2011
Thermodynamic stability and refolding kinetics of firefly luciferase and three representative mutants with depletion of negative charge on a flexible loop via substitution of Glu by Arg (ER mutant) or Lys (EK mutant) as well as insertion of another Arg in ER mutants (ERR mutant) was investigated. According to thermodynamic studies, structural stability of ERR and ER mutants are enhanced compared to WT protein, whereas, these mutants become prone to aggregation at higher temperatures. Accordingly, it was concluded that enhanced structural stability of mutants depends on more compactness of folded state, whereas aggregation at higher temperatures in mutants is due to weakening of intermolecular repulsive electrostatic interactions and increase of intermolecular hydrophobic interactions. Kinetic results indicate that early events of protein folding are accelerated in mutants.
Conformational change of ubiquitin variant with valine to alanine mutation at sequence position 26 was studied by varying solvent pH. Fluorescence emission spectra indicated that this variant ubiquitin has some residual structures in acidic and basic solution as compared to denaturant-induced unfolded state. Far-UV circular dichroic spectra indicated that the base-denatured state had more secondary structure than the acid-denatured state. Near-UV circular dichroic spectra indicated that the aromatic side-chains were in the relatively more rigid environment in the base-denatured state than those in the acid-denatured state. Although it appears that the more tertiary structure present in the base-denatured state, refolding reactions measured by stopped-flow fluorescence device suggest that both the acid- and base-denatured states occur before the major folding transition state. The acid- and base-denatured states are considered to reflect the early event of protein folding process.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.