G - Physics – 06 – F
Patent
G - Physics
06
F
G06F 17/50 (2006.01) G06F 19/00 (2006.01)
Patent
CA 2517848
Membrane proteins and water-soluble proteins share a similar core. This similarity suggests that it should be possible to water-solubilize membrane proteins by mutating only their lipid-exposed residues. Computational tools and methods are disclosed herein that can be used to design water-soluble variants of helical membrane proteins, using the pentameric phospholamban (PLB) and potassium channel KcsA as models. To water-solublize PLB, the membrane-exposed positions were changed to polar or charged amino acids, while the putative core was left unaltered. We generated water-soluble phospholamban (WSPLB), and compared its properties to its predecessor PLB. As a probe of the correctness of the fold of the water soluble KcsA, the computationally designed proteins contain an agitoxin-2 binding site from a mammalian homologue of the channel. The resulting proteins express in high yield in E. coli and share the intended functional and structural properties with KcsA, including secondary structure, tetrameric quaternary structure, and tight, specific binding to both agitoxin2 and a small molecule channel blocker.
Les protéines membranaires et les protéines solubles dans l'eau partagent un noyau similaire. Cette similarité suggère qu'il devrait être possible de dissoudre dans l'eau les protéines membranaires par mutation seulement de leurs résidus exposés aux lipides. L'invention concerne des outils et procédés computationnels pouvant être utilisés pour concevoir des variantes solubles dans l'eau de protéines membranaires en hélice, à l'aide de phospholambane pentamérique (PLB) et du canal potassique KcsA comme modèles. Pour dissoudre le PLB dans l'eau, les positions exposées de la membrane sont changées en acides aminés polaires ou chargés, tandis que le noyau putatif est laissé intact. Nous avons produit du phospholambane soluble dans l'eau (WSPLB) et comparé ses propriétés à celles de ses prédécesseurs PLB. Comme sonde de l'exactitude du pli de KcsA soluble dans l'eau, les protéines conçues par voie computationnelle contiennent un site de liaison de l'agitoxine-2 d'un homologue mammifère du canal. Les protéines résultantes expriment du <i>E. coli</i> avec un rendement élevé et partagent les propriétés fonctionnelles et structurelles envisagées avec KcsA, y compris la structure secondaire, la structure quaternaires tétramérique et une liaison spécifique serrée, une liaison spécifique à la fois à l'agitoxine 2 et à un petit bloqueur de canal de molécule.
Degrado William F.
Kono Hidetoshi
Saven Jeffery G.
Slovic Avram M.
Summa Christopher M.
Mbm Intellectual Property Law Llp
The Trustees Of The University Of Pennsylvania
LandOfFree
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