Biochimie & Biochimie Analytique

Abstrait

Influence du surpeuplement et du confinement macromoléculaires sur l'activité et la structure enzymatiques dans des conditions natives et dénaturantes

Steven Long, Jeffrey Kunkel et Prashanth Asuri

Il est maintenant bien connu que l'encombrement et le confinement influencent la structure et la fonction des enzymes en raison des effets de volume exclus ; cependant, l'efficacité relative de ces environnements sur le devenir des protéines reste floue en raison d'un manque d'études de comparaison directe. Dans cette étude, nous explorons l'utilisation du biopolymère alginate pour développer une plateforme in vitro afin d'étudier les effets de l'encombrement et du confinement sur le comportement de deux enzymes modèles - la peroxydase de raifort et la β-galactosidase. L'alginate, dans sa phase de solution, peut être utilisé comme agent d'encombrement et, dans sa phase de gel par réticulation à l'aide de cations divalents, pour encapsuler et confiner les protéines, ce qui nous permet d'utiliser le même système pour comparer directement les effets de l'encombrement et du confinement. Différents degrés d'encombrement et de confinement ont été obtenus en faisant varier la concentration d'alginate, et ces études ont démontré une dépendance claire de l'activité enzymatique sur le degré d'encombrement et de confinement. De plus, nos données suggèrent également que le confinement des protéines dans des gels d'alginate réticulés conduit à des améliorations plus importantes de l'activité enzymatique dans des conditions dénaturantes par rapport aux environnements encombrés non réticulés. Les résultats des analyses cinétiques ont été corroborés par des mesures structurelles de la dénaturation des protéines à l'aide du test de fluorescence de l'acide 8-anilinonaphtalène-1-sulfonique.