从小角中子散射看多糖-蛋白质复合物的空间结构与组成
软凝聚态物质
2010-05-11 v1 生物物理
生物大分子
摘要
我们使用小角中子散射(SANS)并结合一种原创分析方法，获得了溶菌酶-果胶复合物随电荷密度变化的特征尺寸和内部组成。溶菌酶是一种球状蛋白质，果胶是一种天然阴离子半柔性多糖，其甲基化度(DM)分别为0、43和74。在我们的实验条件下（缓冲液离子强度 I = 2.5 × 10⁻² mol/L，pH 在3到7之间），溶菌酶的静电荷始终为正（根据pH不同，从8到17）。果胶每个基本链段的电荷为负，并且可以通过改变DM和pH从几乎为零变化到一。溶菌酶与果胶单体的重量摩尔比保持恒定。单位体积负电荷含量与正电荷含量之比 -/+ 在10到0.007之间变化。在局部尺度上，对于所有带电果胶，由于复合物内部蛋白质的聚集，在0.2 Å⁻¹处出现一个相关峰。在大尺度上，复合物表现为由半径明确为10到50纳米的球形颗粒组成，每个颗粒包含数千个蛋白质。从SANS绝对截面推导出的颗粒内有机物体积分数Φ约为0.1。由于pH或DM的影响，当果胶带更多电荷时，颗粒内部发生的蛋白质堆积得到增强。对于分子量相当的果胶链，无论其电荷密度是由pH控制还是由DM控制，果胶的线电荷密度决定了颗粒的大小。颗粒的半径在10纳米到50纳米之间变化。总之，结构由静电相互作用驱动，而非疏水相互作用。分子量对复合物的结构也有很大影响，因为长链倾向于形成更大的颗粒。这可能是DM和pH在我们的系统中不完全等效的一个原因，因为DM 0的分子量较小，但这可能不是唯一原因。对于非常低的果胶电荷（-/+ = 0.07），不会出现颗粒，散射信号表明是一种凝胶状结构。我们没有观察到任何串珠状结构。
引用
@article{arxiv.1005.1548,
title = {Spatial structure and composition of polysaccharide-protein complexes from Small Angle Neutron Scattering},
author = {Isabelle Schmidt and Fabrice Cousin and Christophe Huchon and François Boué and Monique A. V. Axelos},
journal= {arXiv preprint arXiv:1005.1548},
year = {2010}
}