lipid vă nớc. Cấu trúc chi tiết của 5 protein xuyín qua măng đê đợc biết nhờ nghiín cứu tinh thể của chúng. Kính K từ vi khuẩn Streptomyces lividans, maltoporin, măng ngoăi của phospholipase, ompx, vă phosphoporin E lă câc protein của măng ngoăi E.coli. Câc gốc Tyr (cam) vă Trp (đỏ) đợc tìm thấy chủ yếu ở vùng không phđn cực của nhânh acyl gặp ở vùng nhóm đầu phđn cực. Gốc tích điện (Lys, Arg, Glu, Asp) đợc chỉ ra mău xanh, chúng đợc tìm thấy chủ yếu trong pha nớc.
3.1.9 Câc lỗ lă câc protein vận chuyển qua măng tạo lỗ, câc protein
năy qua lớp lipid kĩp nh lă một β Barrel.
Nh đê thảo luận trớc đđy nhiều multipass protein vận chuyển qua măng có câc segment sắp xếp nh lă một β barrel hơn lă một xoắn alpha. Những ví dụ đợc nghiín cứu nhiều nhất của protein đó lă câc lỗ, chúng đợc nghiín cứu tìm ra
trong măng ngoăi của nhiều vi khuẩn. Chúng lă một số ít protein vắt qua măng mă cấu trúc phđn tử của nó đê đợc xâc định bằng tia X.
H.1-35 : Cấu trúc 3 chiều của protein tạo lỗ kĩp 3 của Rhodobacter capsulatus đợc xâc định bởi quang phổ tia X.
(A) Mỗi monomer chứa 16 chuỗi polypeptit xếp theo gấp nếp beta tạo ra một kính đầy nớc. (B) Câc monomer tạo ra thể trimer, chúng có 3 chennel tâch biệt để khuyếch tân câc chất tan nhỏ ra măng ngoăi vi khuẩn. Một dđy buộc dăi (mău đỏ) của chuỗi polypeptit , nó nối 2 vâch của chúng vă nhô văo trong lòng của lỗ của mỗi chennel lăm hẹp mặt cắt ngang nó lại.( 0,6x1 nm)
Nhiều vi khuẩn, bao gồm cả E.Choli có một măng ngoăi bao quanh măng nguyín sinh của chúng. Măng ngoăi bị thđm nhập bởi câc protein lỗ hình thănh câc lỗ khâc nhau. Nó cho phĩp câc chất tan thđn nớc có chọn loc đến 600 dalton khuyếch tân ra ngoăi lớp lipíd. Câc lỗ (vă câc protein hình thănh lỗ trong măng ngoăi của ty thể vă lục lạp) có cấu trúc gấp nếp beta thay cho xoắn alpha nh lă một kiểu protein qua măng chủ yếu.
Cấu trúc nguyín tử của protein lỗ đê đợc tâch ra từ câc vi khuẩn quang hợp đê đợc xâc định nhờ quang phổ tia X năm 1990. Nó bao gồm một trimer (3 chuỗi ), trong đó mỗi chuỗi tạo ra một ống xoắn beta, nó xđm nhập văo lớp lipit kĩp vă lỗ chứa đầy nớc ở trung tđm của nó, ống đợc hình thănh từ 16 tấm gấp nếp beta, chúng vừa đủ để tạo cuộn thănh một cấu trúc hình trụ ( Hình 1-35). Câc nhânh phđn cực lót trong kính nớc, trong khi đó nhânh không phđn cực h- ớng ra ngoăi của ống để tơng tâc với phần không phđn cực của lớp lipíd kĩp. Nhiều ví dụ khâc về loại protein măng khâc lă β barrel (H. 4-20d), trong đó 20 hoặc hơn đoạn qua măng tạo thănh tấm β (β sheet), chúng có hình trụ (H.1-36). Câc yếu tố tơng tự nh dạng xoắn α phía trong thđn dầu của lớp lipid kĩp cũng lăm ổn định β barrel. Khi không có câc phđn tử nớc sẵn săng tạo liín kết hydrogen với nhóm carbonyl oxygen vă nitrogen của giđy nối peptide, sự liín kết hydrogen mạnh tối đa lăm cho cấu hình bền vững nhất. Câc tấm β phẳng không lăm tối đa câc tơng tâc đó vă nói chung không tìm thấy ở phía trong măng; β barrel cho phĩp tạo ra tất cả câc giđy nối hydrogen có thể đợc. Porin
khuẩn gram đm nh lă E. coli có nhiều β barel đợc lót bín trong câc chất phđn cực.
Một polypeptide thì kĩo ra dăi hơn trong cấu hình β so với cấu hình xoắn, chỉ cần 7 đến 9 gốc, một cấu hình β sheet đê có thể qua măng. Cho rằng cấu hình β, câc mạch nhânh qua lại nhô ra nh lă phần xếp của mây ảnh.
Trong câc tấm β của protein măng, mỗi một gốc thứ 2 của câc đoạn xuyín qua măng thì thđn dầu vă tơng tâc với lớp lipid kĩp, câc nhânh thơm đợc tìm thấy khoảng giữa protein vă lipid. Câc gốc khâc có thể có hay không thđn nớc. Hydropathy plot không hữu ích trong việc dự đoân câc đoạn xuyín qua măng của câc protein kiểu β barrel, nhng vì câc số liệu cơ bản của câc loại β-barrel tăng lín, những dự đoân dựa trín cơ sở tần suất câc cấu hình β barrel trở nín có thể thực thi đợc. Ví dụ số protein măng ngoăi của vi khuẩn gram đm (H.1-36) đê đợc tiín đoân chính xâc nhờ phđn tích tần suất, chứa β barrel.
3.1.10 Câc lipid neo một văi protein măng.
Văi protein măng chứa một hay nhiều liín kết đồng hóa trị với văi loại lipid nh acid bĩo mạch dăi, isoprenoid, sterol, hay câc dẫn xuất glycosylate của phosphatidylinositol, GPI (H.1-37). Lipid đê đợc gắn cung cấp một mỏ neo thđn dầu, chúng thđm nhập văo lớp lipid kĩp vă giữ cho protein ở trín bề mặt lớp lipid kĩp. Lực tơng tâc giữa lớp lipid kĩp vă mạch nhânh hydrocacbon đơn liín kết văo protein thì đủ để neo protein chắc chắn, nhng nhiều protein có nhiều hơn một mạch lipid liín kết. Những tơng tâc khâc nh lă sự gắn kết ionic giữa gốc Lys
H.1-36. Câc protein măng với cấu trúc β- barrel. Năm ví dụ đợc chỉ ra, nhìn tổng thể trong mặt phẳng măng. Bốn câi đầu tiín từ măng ngoăi E. coli. FepA liín quan đến sự hấp thu sắt, có 22 tấm β
vắt qua măng. OmpLA, một phospholipase lă một β
barrel 12 tấm đứng, tồn tại nh lă một dimer trong măng. Maloporin, một maltose transporter lă một trimer, mỗi monomer chứa 16 tấm nhỏ. TolC, một transporter khâc có 3 tiểu đơn vị tâch biệt, mỗi tiểu đơn vị góp 4 tấm trong barel 12 tấm năy. Chất độc
α-hemolysin Staphylococus aureus. Top view gồm 7 tiểu đơn vị độc lập, mỗi tiểu đơn vị đóng góp một cặp tấm có hình câi cặp tócvăo 14 barrel đê thănh tấm.
mang điện tích dơng vă nhóm đầu lipid mang điện tích đm cũng góp phần lăm ổn định sự gắn kết.
Sự kết hợp của câc protein liín kết lipid năy với măng năy thì yếu hơn so với câc protein xuyín qua măng vă ít nhất trong một văi trờng hợp thì thuận nghịch, nhng xử lý với kiềm carbonate thì không giải phóng câc protein liín kết với GPI.
Chỉ đơn thuần gắn một protein văo măng, lipid gắn kết có thể có những vai trò đặc biệt. Trong măng nguyín sinh, câc protein với câc mỏ neo GPI thì đặc biệt trín mặt ngoăi măng vă đợc giữ trong câc đâm trín mặt ngoăi nh chúng ta sẽ thấy sau, trong khi đó câc loại protein liín kết lipid khâc (vớí nhóm farrnesyl hoặc geranylgeranyl-H.1-37) thì tụ đâm phía mặt trong. Sự gắn câc lipid đặc biệt văo một protein măng mới tổng hợp vì vậy có một chức năng đợc ấn định, hớng protein văo vị trí đúng của nó.
H.1-37. Câc protein măng liín kết lipid.
Câc lipid bằng gắn kết đồng hóa trị neo câc protein măng văo câc lớp lipid kep. Nhóm palmitoyl đợc vẽ gắn bở liín kết thioester vă gốc Cys; Nhóm N- myristoyl nói chung lă gắn văo nhóm amino tận N của glycine; Nhóm farnesyl vă geranylgeranyl gắn văo đầu câc gốc Cys đầu tận N lă một isoprenoid 15 vă 20 carbon tơng ứng. Câc tập hợp của 3 protein lipid năy đợc tìm thấy mặt trong của măng nguyín sinh. Mỏ neo Glycosyl phosphatidylinositol (GPI) lă dẫn xuất của phosphatidylinositol trong đó inositol mang một olygosacchride ngắn liín kết đồng hóa trị với đầu tận C của protein qua phosphoethanolamine. Câc protein liín kết với GPI thờng trín bề mặt ngoăi của măng nguyín sinh.
3.2 Một văi nghiín cứu protein măng hồng cầu.
3.2.1 Protein măng có thể đợc hoă tan vă tinh chế trong chất tẩy rửa(detergent). (detergent).
Nói chung câc protein vận chuyển măng có thể đợc hoă tan bởi tâc nhđn lăm vở kết cấu thđn dầu vă phâ vở lớp lipit kĩp. Thông dụng nhất trong số đó lă câc detergent, chúng lă những phđn tử có cực, nhỏ, nó hớng đến việc tạo thănh câc mixel trong nớc (H. 1-38).
Khi hỗn hợp với tế băo (măng tế băo) đầu thđn dầu của detergent sẽ liín kết với vùng thđn dầu của protein, vì vậy phâ vở vị trí phđn tử lipít (chiếm chỗ) . Vì đầu kia của phđn tử detergent phăn cực, sự liín kết năy hớng tới việc mang câc protein măng văo dung dịch nh một phức hợp protein-detergent (tuy nhiín một văi phđn tử lipit liín kết chặt chẽ vẫn có thể tồn tại (H. 1-39).