전하 상태 의존적인 단백질 복합체의 응축 및 분해: 이온 이동성과 분자 동역학의 통찰

가스 상에서 원래 구조보다 더 작은 충돌 단면적으로 응축 상태로의 붕괴가 일부 단백질 복합체에 대해 보고되었지만 이는 합리화되지 않았습니다. 여기에서는 네 가지 다중체 단백질 복합체의 충돌 활성화 동안의 가스 상 구조를 조사하기 위해 실험적 및 이론적 연구를 결합합니다. 중요하게도, 이온 이동-질량 분석법(IM-MS)을 사용하여 네 가지 거대 분자 복합체 모두가 저에너지에서 원래와 유사한 위상을 유지함을 발견했습니다. 충돌 에너지를 증가시킬 때, 네 개의 복합체 중 두 개가 더 응축된 상태를 취합니다. 이 붕괴는 큰 중앙 구멍이 포함된 오량체 혈청 아밀로이드 P(SAP)에서 가장 두드러지게 나타났습니다. 붕괴의 정도는 전하 상태와 높은 상관관계를 보였으며, 가장 낮은 전하 상태가 가장 큰 응축 정도를 경험한다는 놀라운 관찰이 있었습니다. 우리는 SAP의 진공에서의 분자 동역학(MD) 시뮬레이션과 이러한 실험적 결과를 비교했습니다. 이 시뮬레이션에서는 SAP의 저전하 상태가 링의 붕괴에 해당하는 응축 상태를 보였고, 중간 및 고전하 상태는 더 확장된 구조로 펼쳐져 링 모양의 위상을 유지하는 것으로 관찰되었습니다. SAP의 다양한 전하 상태의 충돌 유도 분해(CID)를 시뮬레이트하기 위해 우리는 방출된 모노머의 전하 상태를 측정하기 위해 MS를 사용하고 이 전하를 하나의 하위 단위에 배정하여 나머지 네 개의 하위 단위에 잔여 전하를 고르게 분배했습니다. 이러한 조건에서 MD 시뮬레이션은 SAP의 중간 전하 상태에 대한 단일 하위 단위의 펼쳐짐 및 방출을 포착했습니다. 가장 높은 전하 상태는 고전하 상태의 SAP의 CID 실험에서 관측된 응축 모노머 및 이합체 방출을 반복했습니다. 이론과 실험 간의 강한 상관관계는 향후 연구와 CID 과정의 이해, 그리고 가스 상 구조 생물학에 대한 응용 가능성에 대한 함의를 가지고 있습니다.