二甲砷酸钠三水合物英文名:Sodium cacodylate trihydrate,CAS:6131‑99‑3,白色结晶或结晶性粉末;无臭;极易溶于水,可溶于乙醇,不溶于乙醚。二甲胂酸钠三水合物是蛋白质晶体培养的常用缓冲试剂,可稳定弱酸性结晶体系pH,适配多种功能蛋白晶体生长,为蛋白结构解析与机制研究提供条件。

用途案例
张敏等人以鼠伤寒沙门菌效应蛋白SteC生物信息学分析为基础,在SteC-C端催化结构域进行片段截取,并将此结构域中仅有的第276位半胱氨酸突变为丝氨酸,利用基因克隆技术分别构建SteC C1-pGl01和SteC C1C276S-pGl01两种重组质粒,在大肠埃希菌原核体系中进行表达,依次使用镍离子亲和层析柱、凝胶层析柱进行蛋白纯化,使用12种晶体试剂盒筛选适合SteC活性(Holo)与非活性(Apo)状态晶体生长的条件,从而获得SteC不同类型的蛋白质晶体,并使用additive试剂盒寻找更利于蛋白晶体生长的条件,从而获得单晶性良好的晶体。结果,鼠伤寒沙门菌效应蛋白SteC C1催化结构域相对分子质量大小为19.7×103,在原核表达体系中蛋白可溶性好、浓度高,但是蛋白性质不稳定存在二聚化现象,其突变体证明SteC Cys-276是SteC C1导致二聚化的原因。两种蛋白均在2.0mol/L硫酸铵,0.01mol/L七水硫酸镁,0.05mol/L二甲砷酸钠三水合物(pH6.5)条件结晶,且SteCC1C276S晶体结晶时间更快,添加0.1mol/L碘化钠试剂后更有助于蛋白晶体的生长。因此,成功构建SteC C1及SteC C1C276S原核表达系统并获得蛋白进行结晶培养,硫酸铵盐有助于SteC C1结构域及其突变体晶体的形成且突变体更容易结晶,SteC C1结构域蛋白晶体的培养为SteC蛋白质空间结构的解析及进一步揭示其催化磷酸化的分子机制奠定了基础[1]。
GDSL酯酶J15(EstJ15)属于脂肪分解酶第11家族。该酶在4个保守结构域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅴ中分别存在高度保守的Ser‑Gly‑Asn‑His(丝氨酸‑甘氨酸‑天冬酰胺‑组氨酸)基序,因此可进一步归为SGNH水解酶亚家族。在优化的结晶条件(0.10 M硫酸铵、0.15M二甲砷酸钠三水合物,pH 6.5,20%聚乙二醇8000)下,获得了可用于 X 射线衍射测试的EstJ15晶体。EstJ15晶体结构解析分辨率为 1.38 Å,每个不对称单元包含1个蛋白分子。该蛋白呈现α/β水解酶折叠构象,与铜绿假单胞菌自转运酯酶EstA的乘客结构域氨基酸序列一致性仅为23%。活性位点位于蛋白结构中心,形成狭窄的孔道,阻碍长链底物发生催化反应,该结果已通过蛋白‑配体分子对接分析得到证实。本研究有助于理解EstJ15的高底物特异性,并为阐明其催化机制提供理论依据[2]。
参考文献
[1] 张敏,戴元吉,王方程,等. 鼠伤寒沙门菌效应蛋白SteC的原核表达、纯化与晶体培养[J]. 中国病原生物学杂志,2023,18(3):276-281,286. DOI:10.13350/j.cjpb.230306.
[2] Mazlan, Sharifah Nur Hidayah Syed, Ali, Mohd Shukuri Mohamad, Abd Rahman, Raja Noor Zaliha Raja, et al. Crystallization and structure elucidation of GDSL esterase of Photobacterium sp J15[J]. International Journal of Biological Macromolecules: Structure, Function and Interactions,2018,1191188-1194. DOI:10.1016/j.ijbiomac.2018.08.022.