去污剂胶束中四聚体 KcsA 钾通道的 NMR 研究

大型膜相关蛋白的核磁共振（NMR）研究受到制备稳定的蛋白质-去污剂混合胶束的困难以及这些巨型组装体典型的谱线增宽的限制。我们使用 68-kDa 同源四聚体 KcsA（一种来自 Streptomyces lividans 的细菌钾通道的热稳定 N 端缺失突变体）作为将 NMR 方法应用于膜蛋白的模型系统。测量条件的优化使我们能够完成 SDS 胶束中 KcsA 的主链归属并确定其二级结构，发现该结构与 KcsA 晶体结构高度吻合。原始结构中缺失的 C 端胞质结构域包含一个由 14 个残基组成的螺旋，该螺旋可能通过形成亚基间四螺旋束参与四聚化。去污剂与 KcsA 主链酰胺质子之间交叉弛豫的定量估计，结合弛豫和光散射数据表明，SDS-KcsA 混合胶束形成扁球体，每个通道约含有 180 个 SDS 分子。K(+) 离子以 3 +/- 0.5 mM 的 K(D) 与胶束增溶的通道结合，导致选择性滤器中的化学位移发生改变。沿着“外侧”跨膜螺旋和胞质膜界面的相关 pH 诱导的化学位移改变，为观察到的钾通道 pH 门控机制提供了可能的结构解释。