Fluoroalcohols induced unfolding of Succinylated Con A: Native like β-structure in partially folded intermediate and α-helix in molten globule like state

2006 ◽  
Vol 454 (2) ◽  
pp. 170-180 ◽  
Author(s):  
Sadaf Fatima ◽  
Basir Ahmad ◽  
Rizwan Hasan Khan
2021 ◽  
Author(s):  
Balamurugan Dhayalan ◽  
Yen-Shan Chen ◽  
Yanwu Yang ◽  
Mark Jarosinski ◽  
Deepak Chatterjee ◽  
...  

Diverse heterozygous mutations in the human insulin gene cause a monogenic diabetes mellitus (DM) syndrome due to toxic misfolding of the variant proinsulin. Whereas mutations that add or remove cysteines (thereby leading to an odd number of thiol groups) generally lead to neonatal-onset DM, non-Cys-related mutations can be associated with a broad range of ages of onset. Here, we compare two mutations at a conserved position in the central B-chain α-helix: one neonatal in DM onset (ValB18→Gly) and the other with onset delayed until adolescence (AlaB18). The substitutions were introduced within a 49-residue single-chain insulin precursor optimized for folding efficiency (Zaykov, A., et al. ACS Chem. Biol. 9, 683-91 (2014)). Although mutations are each unfavorable, GlyB18 (a) more markedly perturbs DesDi folding efficiency in vitro than does AlaB18 and (b) more severely induces endoplasmic reticulum (ER) stress in cell-based studies of the respective proinsulin variants. In corresponding two-chain hormone analogs, GlyB18 more markedly perturbs structure, function and thermodynamic stability than does AlaB18. Indeed, the GlyB18-insulin analog forms a molten globule with attenuated α-helix content whereas the AlaA18 analog retains a nativelike cooperative structure with reduced free energy of unfolding (ΔΔGu 1.2(±0.2) kcal/mole relative to ValB18 parent). We propose that mutations at B18 variably impede nascent pairing of CysB19 and CysA20 to an extent correlated with perturbed core packing once native disulfide pairing is achieved. Differences in age of disease onset (neonatal or adolescent) reflect relative biophysical perturbations (severe or mild) of an obligatory on-pathway protein folding intermediate.


2004 ◽  
Vol 23 (5) ◽  
pp. 335-342 ◽  
Author(s):  
Masahiro Watanabe ◽  
Yoshihiro Kobashigawa ◽  
Tomoyasu Aizawa ◽  
Makoto Demura ◽  
Katsutoshi Nitta

2020 ◽  
Vol 27 (10) ◽  
pp. 1046-1057
Author(s):  
Dinesh Chand Agrawal ◽  
Anjali Yadav ◽  
Mohd. Asim Khan ◽  
Suman Kundu ◽  
Arvind M. Kayastha

Background: β-Amylase (EC 3.2.1.2) is a maltogenic enzyme, which releases β-maltose from the non-reducing end of the substrates. The enzyme plays important roles for the production of vaccine, maltiol and maltose rich syrups. Apart from these applications the enzyme protects cells from abiotic as well as oxidative damage. The enzyme is βwell characterized in βplants and microbes and crystal structures of β-amylases βhave been βobtained from sweet potato, soybean and Bacillus cereus. Objective: Find out correlation between structural and functional stability induced by change in pH, temperature and chaotropes. Methods: Activity, intrinsic fluorescence, extrinsic fluorescence, near- and far- ultraviolet circular dichroism spectroscopic measurements were performed. Results: Peaks about 208 nm and 222 nm obtained by near-ultraviolet circular dichroism correspond to α-helix whereas peak at 215 nm shows presence of β-sheet. At pH 2.0, absence of tertiary structures, exposed of hydrophobic regions and presence of substantial secondary structures, revealed the existence of molten globule like state. Temperature induced denaturation studies showed that the enzyme was stable up to 75 ºC and the process was found to be irreversible in nature. Chaotropes dependent equilibrium unfolding studies revealed that at low concentration of chaotropes, ellipticity and intrinsic fluorescence βintensity were βdecreased βwhereas βenzymatic activity remained unchanged, which revealed fenugreek β-amylase is multi-domains enzyme and catalytic βdomain βis more βstable compare to non-catalytic domain. Moreover, the transition was sigmoidal and non-coincidental. Conclusion: Results indicate the probable existence of intermediate states that might perform significant role in physiological process and biotechnological applications.


Author(s):  
D. C. Hixson

The abilities of plant lectins to preferentially agglutinate malignant cells and to bind to specific monosaccharide or oligosaccharide sequences of glycoproteins and glycolipids make them a new and important biochemical probe for investigating alterations in plasma membrane structure which may result from malignant transformation. Electron and light microscopic studies have demonstrated clustered binding sites on surfaces of SV40-infected or tryp- sinized 3T3 cells when labeled with concanavalin A (con A). No clustering of con A binding sites was observed in normal 3T3 cells. It has been proposed that topological rearrangement of lectin binding sites into clusters enables con A to agglutinate SV40-infected or trypsinized 3T3 cells (1). However, observations by other investigators have not been consistent with this proposal (2) perhaps due to differences in reagents used, cell culture conditions, or labeling techniques. The present work was undertaken to study the lectin binding properties of normal and RNA tumor virus-infected cells and their associated viruses using lectins and ferritin-conjugated lectins of five different specificities.


1975 ◽  
Vol 33 (02) ◽  
pp. 354-360 ◽  
Author(s):  
Heinrich Patscheke ◽  
Reinhard Brossmer

SummaryConcanavalin A (CON A) causes platelets to aggregate. A Ca++-independent effect of CON A could be separated from a main effect which depends on Ca++. The main effect probably is a consequence of the CON A-induced platelet release reaction and therefore is platelet-specific. The weak residual effect observed in the presence of Na2EDTA may be due to a similar mechanism as has been demonstrated for CON A-induced aggregations of several other normal and malignant transformed animal cells.Na2EDTA did not inhibit the carbohydrate-specific binding capacity of CON A. Therefore, Na2EDTA appears not to demineralize the CON A molecules under these experimental conditions.α-methyl-D-glucoside inhibits the Ca++-independent as well as the Ca++-dependent effect of CON A.Pretreatment by neuraminidase stimulated the platelet aggregation induced by CON A. It is possible that removal of terminal sialic acid residues makes additional receptors accessible for the binding of CON A.


2008 ◽  
Author(s):  
◽  
Mariana Beatriz Gavazza

El objetivo de este estudio fue analizar la peroxidación lipídica no enzimática ascorbato-Fe<SUP>++</SUP> dependiente y el efecto antioxidante de α-tocoferol, melatonina y N-acetil-serotonina sobre los principales ácidos grasos polinosaturados presentes en microsomas y mitocondrias de hígado y testículo de rata. 1. En los primeros experimentos se estudió el efecto de la administración intraperitoneal de α-tocoferol (100 mg/Kg/24 h) sobre la peroxidación lipídica no enzimática inducida por ascorbato-Fe<SUP>++</SUP> (0.4 mM) en mitocondrias y microsomas aislados a partir de hígado y testículo de rata. Se prestó especial importancia a los cambios producidos sobre los ácidos polinosaturados C20:4 n6 y C22: 6 n3 en hígado y C20:4 n6 y C22:5 n6 en testículo. La peroxidación lipídica de microsomas y mitocondrias de hígado produjo una disminución significativa de C20:4 n6 y C22: 6 n3 en el grupo control, mientras que no se observaron cambios en la composición de ácidos grasos en el grupo tratado con α-tocoferol. La emisión lumínica fue significativamente elevada en el grupo control con respecto al grupo tratado con α-tocoferol. La peroxidación lipídica de los microsomas de testículo aislados a partir del grupo tratado con α-tocoferol produjo una disminución significativa de C20:4 n6; C22:5 n6 y C22:6 n3, estos cambios no fueron observados en mitocondrias de testículo. La emisión lumínica de ambos grupos fue similar. El tratamiento con a-tocoferol en la dosis y tiempo indicados mostró un efecto protector sobre los ácidos grasos polinosaturados de mitocondrias y microsomas de hígado, y sobre mitocondrias de testículo de rata, mientras que aquellos ácidos grasos presentes en microsomas de testículo no fueron protegidos durante la peroxidación lipídica no enzimática ascorbato-Fe<SUP>++</SUP> dependiente. El efecto protector observado mediante el tratamiento con a-tocoferol en la composición de ácidos grasos en mitocondrias de testículo de rata pero no en microsomas podría explicarse si consideramos que la suma de C20:4n6 + C22:5 n6 en microsomas de testículo es dos veces mayor que la presente en mitocondrias. 2. La hormona pineal melatonina (N-acetil, 5-metoxitriptamina) fue recientemente aceptado que actúa como un antioxidante tanto en vivo como in vitro. En este estudio se examinaron los posibles efectos preventivos que ejerce sobre la peroxidación lipídica no enzimática ascorbato-Fe<SUP>++</SUP> dependiente de microsomas y mitocondrias de testículo de rata. Se prestó especial atención a los cambios producidos sobre los ácidos grasos polinosaturados C20:4 n6 y C22:5 n6 y a las variaciones en la emisión lumínica durante el proceso de lipoperoxidación. Se observó que ambos ácidos polinosaturados fueron protegidos cuando la melatonina se incorporó en ambas membranas. La concentración de melatonina requerida para inhibir en un 70% y 85 % el proceso de peroxidación lipídica, fue 10.0 y 1.0 mM en microsomas y mitocondrias de testículo de rata respectivamente. Los valores de IC50 calculados a partir de la curva de inhibición de la melatonina sobre el rango de quimioluminiscencia fue más elevado en microsomas (4.98 mM) que en mitocondrias (0.67 mM). El efecto protector observado por la melatonina en mitocondrias de testículo de rata fue más elevado que el observado en microsomas, lo cual puede explicarse si consideramos que la suma de C20:4 n6 + C22:5 n6 en microsomas de testículo es 2 veces más elevado que el presente en mitocondria. 3. En un trabajo posterior se examinó la eficacia de la actividad antioxidante in vitro de α-tocoferol sobre la peroxidación lipídica dependiente de ascorbato-Fe ++ en microsomas y mitocondrias de testículo de rata. Nuevamente aquí se prestó especial importancia a los cambios producidos sobre los dos principales ácidos grasos polinosaturados C20:4 n6 y C22:5 n6. La peroxidación lipídica de microsomas y mitocondrias de testículo produjo una disminución significativa de ambos ácidos grasos. La emisión lumínica total fue similar en ambos tipos de organelas cuando los grupos peroxidados sin ascorbato-Fe<SUP>++</SUP> (control) y con ascorbato-Fe<SUP>++</SUP> (peroxidados) fueron comparados. Se observó que cuando los microsomas y mitocondrias de testículo de rata fueron incubados con ascorbato-Fe<SUP>++</SUP>, el ácido araquidónico fue protegido de forma más eficiente que el ácido docosapentaenoico a todas las concentraciones de α-tocoferol ensayadas. El máximo porcentaje de inhibición alcanzado en ambas organelas fue aproximadamente de 70 %, correspondiente a una concentración de α-tocoferol comprendida entre 1 y 0.25 mM. Los valores de IC50 calculados a partir de la curva de inhibición de α- tocoferol sobre el rango de quimioluminiscencia fue más elevado en microsomas (0.144 mM) que en mitocondrias (0.078 mM). El efecto protector producido por α-tocoferol en mitocondrias de testículo de rata fue más elevado que el observado en microsomas, lo cual podemos explicar si consideramos que la suma de C20:4 n6 + C 22:5 n6 en microsomas de testículo es el doble que la observada en mitocondrias. Se propuso que la distinta vulnerabilidad a la peroxidación lipídica observada en microsomas y mitocondrias de testículo de rata es diferente debido a la diferente proporción de PUFAs presentes en dichas organelas. El índice de no saturación (UI) estuvo positivamente correlacionado con la proporción de dichos ácidos grasos de cadena larga. Estos resultados demuestran el efecto protector de α-tocoferol sobre la peroxidación lipídica en microsomas y mitocondrias de testículo de rata. 4. Finalmente, se evaluó el efecto protector in vitro de la N-acetil-serotonina sobre los PUFAs localizados en microsomas y mitocondrias de testículo de rata durante la peroxidación lipídica dependiente de ascorbato-Fe<SUP>++</SUP>. Se ensayaron concentraciones crecientes de N-acetil-serotonina (0 a 10 mM) y (0 a 1 mM) en microsomas y mitocondrias de testículo de rata, respectivamente.


2020 ◽  
Vol 27 ◽  
Author(s):  
Sheetal Uppal ◽  
Mohd. Asim Khan ◽  
Suman Kundu

Aims: The aim of our study is to understand the biophysical traits that govern the stability and folding of Synechocystis hemoglobin, a unique cyanobacterial globin that displays unusual traits not observed in any of the other globins discovered so far. Background: For the past few decades, classical hemoglobins such as vertebrate hemoglobin and myoglobin have been extensively studied to unravel the stability and folding mechanisms of hemoglobins. However, the expanding wealth of hemoglobins identified in all life forms with novel properties, like heme coordination chemistry and globin fold, have added complexity and challenges to the understanding of hemoglobin stability, which has not been adequately addressed. Here, we explored the unique truncated and hexacoordinate hemoglobin from the freshwater cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 known as “Synechocystis hemoglobin (SynHb)”. The “three histidines” linkages to heme are novel to this cyanobacterial hemoglobin. Objective: Mutational studies were employed to decipher the residues within the heme pocket that dictate the stability and folding of SynHb. Methods: Site-directed mutants of SynHb were generated and analyzed using a repertoire of spectroscopic and calorimetric tools. Result: The results revealed that the heme was stably associated to the protein under all denaturing conditions with His117 playing the anchoring role. The studies also highlighted the possibility of existence of a “molten globule” like intermediate at acidic pH in this exceptionally thermostable globin. His117 and other key residues in the heme pocket play an indispensable role in imparting significant polypeptide stability. Conclusion: Synechocystis hemoglobin presents an important model system for investigations of protein folding and stability in general. The heme pocket residues influenced the folding and stability of SynHb in a very subtle and specific manner and may have been optimized to make this Hb the most stable known as of date. Other: The knowledge gained hereby about the influence of heme pocket amino acid side chains on stability and expression is currently being utilized to improve the stability of recombinant human Hbs for efficient use as oxygen delivery vehicles.


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