Ingénierie innovante des disulfures dans l'anhydrase carbonique humaine II en utilisant la base de données de géométrie des chaînes latérales PAIRWISE

Une analyse des géométries d'agencement des chaînes latérales des résidus cystéine observées dans des structures cristallines protéiques à haute résolution indique que les paires de cystéines ont des préférences d'orientation marquées en raison des contraintes géométriques de la formation des liaisons disulfures. Une fonction potentielle a été générée à partir de ces observations et utilisée pour évaluer des modèles de nouvelles liaisons disulfure dans l'anhydrase carbonique humaine II (HCAII). Trois variantes double-cystéine de HCAII ont été purifiées et les concentrations effectives de leurs groupes thiols ont été déterminées par des titrages avec du glutathion et du dithiothréitol. Les effets des mutations des cystéines sur la structure et la stabilité de l'état natif ont été caractérisés par dichroïsme circulaire, activité enzymatique, liaison aux sulfonamides, et titrage avec du chlorhydrate de guanidine. Ces analyses indiquent que le potentiel PAIRWISE est un bon prédicteur de la force de la liaison disulfure elle-même, mais les effets structuraux et thermodynamiques globaux sur la protéine sont compliqués par des facteurs supplémentaires. En particulier, les effets des substitutions de cystéines sur l'état natif et la stabilisation d'états non natifs compacts par le disulfure peuvent contrecarrer tout effet stabilisant du pont croisé.