可溶性寡聚化对去稳定突变提供有益的适应性效应
生物大分子
2015-06-04 v1 生物物理
细胞行为
摘要
突变产生了选择压力可以作用的遗传多样性，但同时也导致蛋白质的结构不稳定性。那么，生物体如何在维持生物适应性和获得选择优势的同时，改善突变引起的蛋白质稳定性扰动呢？在这里，我们使用一种新的位点特异性染色体诱变技术，将一组选定的主要是去稳定突变引入folA——大肠杆菌中编码二氢叶酸还原酶（DHFR）的必需染色体基因——以确定蛋白质稳定性、活性和丰度的变化如何影响适应性。总共创建了27个携带突变DHFR的大肠杆菌菌株。我们发现，在突变体中观察到的催化活性有限变化范围内，蛋白质稳定性与其催化活性之间没有显著相关性，催化活性与适应性之间也没有显著相关性。这些突变体的稳定性与其细胞内丰度密切相关，表明蛋白质稳态机制在维持蛋白质的细胞内浓度中发挥积极作用。在30°C下生长的细胞中，适应性也与可溶性DHFR的细胞内丰度显著相关。另一方面，在42°C下，情况复杂但引人注目：少数携带突变DHFR蛋白的菌株发生聚集导致无法存活，但有趣的是，大多数菌株的适应性高于野生型。我们发现，大肠杆菌中DHFR蛋白的突变去稳定作用在42°C下通过其可溶性寡聚化得到补偿，从而恢复结构稳定性并防止聚集。
引用
@article{arxiv.1204.2198,
title = {Soluble oligomerization provides a beneficial fitness effect on destabilizing mutations},
author = {Shimon Bershtein and Wanmeng Mu and Eugene I. Shakhnovich},
journal= {arXiv preprint arXiv:1204.2198},
year = {2015}
}