Molten Globule

Molten Globule (zu Deutsch ‚geschmolzenes Kugelförmiges‘) bezeichnet in der Biochemie eine Proteinstruktur bei manchen Proteinen, die sich zwischen der nativen Form und der denaturierten Form befindet und von diesen Formen unterscheidbar ist.

Eigenschaften

Das molten Globule wurde erstmals 1983 für Cytochrom c von M. Ohgushi und A. Wada beschrieben. Bei hohen Konzentrationen an Salzen oder niedrigem pH-Wert (pH 2) nimmt Cytochrom c eine Form mit weniger dicht gepacktem Zentrum als die native Form an. Dadurch können kleine Moleküle in das Innere dieser Proteine diffundieren. Die molten Globule-Form kann teilweise auch durch milde Denaturierung erreicht werden. Der Übergang der Formen in einander verläuft bei diesen Proteinen von Nativ ↔ molten Globule ↔ Denaturiert, wobei eine Kooperativität der Formen bei der Umwandlung vermutet wurde. Beim Übergang von der nativen zur molten Globule-Form treten vor allem Änderungen der Tertiärstruktur der Proteine auf. Daher wurde die molten Globule-Form auch als dritte Phase von manchen Proteinen bezeichnet.

Beim Proteindesign wird versucht, eine molten Globule- oder eine denaturierte Form des Proteins zu vermeiden.

Beispiele für Proteine mit molten Globule-Form sind Cytochrom c, Apomyoglobin, Flavodoxin-artige Proteine, α-Lactalbumin, das P2-Protein von Plasmodium falciparum und CylR2. Manche intrinsisch unstrukturierten Proteine besitzen eine molten Globule-Form.

Einzelnachweise

  1. ↑ M. Ohgushi, A. Wada: ’Molten-globule state‘: a compact form of globular proteins with mobile side-chains. In: FEBS letters. Band 164, Nummer 1, November 1983, S. 21–24, PMID 6317443.
  2. ↑ R. L. Baldwin, G. D. Rose: Molten globules, entropy-driven conformational change and protein folding. In: Current opinion in structural biology. Band 23, Nummer 1, Februar 2013, S. 4–10, doi:10.1016/j.sbi.2012.11.004, PMID 23237704.
  3. ↑ Y. Kuroda, S. Kidokoro, A. Wada: Thermodynamic characterization of cytochrome c at low pH. Observation of the molten globule state and of the cold denaturation process. In: Journal of molecular biology. Band 223, Nummer 4, Februar 1992, S. 1139–1153, PMID 1311387.
  4. ↑ V. S. Pande, D. S. Rokhsar: Is the molten globule a third phase of proteins? In: Proceedings_of_the_National_Academy_of_Sciences. Band 95, Nummer 4, Februar 1998, S. 1490–1494, PMID 9465042, PMC 19058 (freier Volltext).
  5. ↑ M. K. Khan, H. Rahaman, F. Ahmad: Conformation and thermodynamic stability of pre-molten and molten globule states of mammalian cytochromes-c. In: Metallomics : integrated biometal science. Band 3, Nummer 4, April 2011, S. 327–338, doi:10.1039/c0mt00078g, PMID 21431228.
  6. ↑ P. J. Elms, J. D. Chodera, C. Bustamante, S. Marqusee: The molten globule state is unusually deformable under mechanical force. In: Proceedings_of_the_National_Academy_of_Sciences. Band 109, Nummer 10, März 2012, S. 3796–3801, doi:10.1073/pnas.1115519109, PMID 22355138, PMC 3309780 (freier Volltext).
  7. ↑ J. A. Houwman, C. P. van Mierlo: Folding of proteins with a flavodoxin-like architecture. In: The FEBS journal. Band 284, Nummer 19, Oktober 2017, S. 3145–3167, doi:10.1111/febs.14077, PMID 28380286.
  8. ↑ E. A. Permyakov, S. E. Permyakov, L. Breydo, E. M. Redwan, H. A. Almehdar, V. N. Uversky: Disorder in Milk Proteins: α -Lactalbumin. Part A. Structural Properties and Conformational Behavior. In: Current protein & peptide science. Band 17, Nummer 4, 2016, S. 352–367, PMID 26956441.
  9. ↑ P. Mishra, S. Choudhary, S. Mukherjee, D. Sengupta, S. Sharma, R. V. Hosur: Molten globule nature ofP2 homo-tetramer. In: Biochemistry and biophysics reports. Band 1, Mai 2015, S. 97–107, doi:10.1016/j.bbrep.2015.03.010, PMID 29124138, PMC 5668626 (freier Volltext).
  10. ↑ M. Jaremko, Ł. Jaremko, H. Y. Kim, M. K. Cho, C. D. Schwieters, K. Giller, S. Becker, M. Zweckste: Cold denaturation of a protein dimer monitored at atomic resolution. In: Nature chemical biology. Band 9, Nummer 4, April 2013, S. 264–270, doi:10.1038/nchembio.1181, PMID 23396077, PMC 5521822 (freier Volltext).
  11. ↑ V. N. Uversky: Biophysical Methods to Investigate Intrinsically Disordered Proteins: Avoiding an "Elephant and Blind Men" Situation. In: Advances_in_Experimental_Medicine_and_Biology. Band 870, 2015, S. 215–260, doi:10.1007/978-3-319-20164-1_7, PMID 26387104.