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Microfluidic Mixers for Studying Protein Folding

The process by which a protein folds into its native conformation is highly relevant to biology and human health yet still poorly understood. One reason ...

Michigan State University

By exploring the folding pathways of the B1 domain of protein L with a series of equilibrium and rapid kinetic experiments, we have found its unfolded state to be more complex than suggested by two-state folding models. Using an ultrarapid mixer to initiate protein folding within approximately 2-4 microseconds, we observe folding kinetics by intrinsic tryptophan fluorescence and fluorescence resonance energy transfer. We detect at least two processes faster than 100 mus that would be hidden within the burst phase of a stopped-flow instrument measuring tryptophan fluorescence. Previously reported measurements of slow intramolecular diffusion are commensurate with the slower of the two observed fast phases. These results suggest that a multidimensional energy landscape is necessary to describe the folding of protein L, and that the dynamics of the unfolded state is dominated by multiple small energy barriers.

Ruggedness in the folding landscape of protein L.

&#x901A;&#x8FC7;&#x63A2;&#x7D22;&#x4E0E;&#x4E00;&#x7CFB;&#x5217;&#x7684;&#x5E73;&#x8861;&#x548C;&#x5FEB;&#x901F;&#x7684;&#x52A8;&#x529B;&#x5B66;&#x5B9E;&#x9A8C;&#x7684;&#x86CB;&#x767D; L B1 &#x57DF;&#x7684;&#x6298;&#x53E0;&#x9014;&#x5F84;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x53D1;&#x73B0;&#x5176;&#x5C55;&#x5F00;&#x7684;&#x72B6;&#x6001;&#x8981;&#x6BD4;&#x5EFA;&#x8BAE;&#x4E24;&#x56FD;&#x6298;&#x53E0;&#x6A21;&#x578B;&#x7684;&#x590D;&#x6742;&#x7684;&#x591A;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x4F7F;&#x7528;&#x8D85;&#x901F;&#x7684;&#x6DF7;&#x97F3;&#x5668;&#x6765;&#x542F;&#x52A8;&#x86CB;&#x767D;&#x8D28;&#x6298;&#x53E0;&#x5927;&#x7EA6; 2-4 &#x5FAE;&#x79D2;&#xFF0C;&#x89C2;&#x5BDF;&#x5185;&#x5728;&#x8272;&#x6C28;&#x9178;&#x8367;&#x5149;&#x53CA;&#x8367;&#x5149;&#x5171;&#x632F;&#x80FD;&#x91CF;&#x8F6C;&#x79FB;&#x7684;&#x6298;&#x53E0;&#x52A8;&#x529B;&#x5B66;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x53D1;&#x73B0;&#x81F3;&#x5C11;&#x4E24;&#x4E2A;&#x8FDB;&#x7A0B;&#x5FEB;&#x505C;&#x6D41;&#x4EEA;&#x8272;&#x6C28;&#x9178;&#x8367;&#x5149;&#x7684;&#x7206;&#x53D1;&#x9636;&#x6BB5;&#x5185;&#x5C06;&#x5904;&#x4E8E;&#x9690;&#x85CF;&#x72B6;&#x6001;&#x7684; 100 &#x4EA9;&#x3002;&#x4EE5;&#x524D;&#x62A5;&#x544A;&#x7684;&#x6D4B;&#x91CF;&#x7F13;&#x6162;&#x5206;&#x5B50;&#x5185;&#x6269;&#x6563;&#x7684;&#x662F;&#x4E0E;&#x8F83;&#x6162;&#x7684;&#x4E24;&#x4E2A;&#x89C2;&#x5BDF;&#x5230;&#x7684;&#x5FEB;&#x901F;&#x9636;&#x6BB5;&#x76F8;&#x9002;&#x5E94;&#x7684;&#x3002;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x7ED3;&#x679C;&#x8868;&#x660E;&#x591A;&#x5C42;&#x9762;&#x7684;&#x80FD;&#x6E90;&#x683C;&#x5C40;&#x4E5F;&#x6CA1;&#x6709;&#x5FC5;&#x8981;&#x6765;&#x63CF;&#x8FF0; L&#xFF0C;&#x86CB;&#x767D;&#x8D28;&#x6298;&#x53E0;&#x7684;&#x548C;&#x5C55;&#x5F00;&#x72B6;&#x6001;&#x7684;&#x52A8;&#x6001;&#x7531;&#x591A;&#x4E2A;&#x5C0F;&#x578B;&#x80FD;&#x91CF;&#x58C1;&#x5792;&#x3002;

L.&#x86CB;&#x767D;&#x8D28;&#x7684;&#x6298;&#x53E0;&#x5F0F;&#x666F;&#x89C2;&#x7684;&#x575A;&#x56FA;&#x6027;

En explorant les voies de pliage du domaine B1 de la prot&#xE9;ine L avec une s&#xE9;rie d&#x26;#39;&#xE9;quilibre et rapides exp&#xE9;riences de cin&#xE9;tique, nous avons trouv&#xE9; son &#xE9;tat d&#xE9;pli&#xE9; pour &#xEA;tre plus complexe que celle sugg&#xE9;r&#xE9;e par deux &#xE9;tats mod&#xE8;les pliants. L&#x26;#39;utilisation d&#x26;#39;un m&#xE9;langeur ultra-rapide pour lancer le repliement des prot&#xE9;ines dans environ 2-4 microsecondes, nous observons cin&#xE9;tique de repliement par intrins&#xE8;que fluorescence du tryptophane et de Fluorescence Resonance Energy Transfer. On d&#xE9;tecter au moins deux proc&#xE9;d&#xE9;s plus rapide que 100 mus qui serait masqu&#xE9;e dans la phase de la salve d&#x26;#39;un instrument de mesure de d&#xE9;bit arr&#xEA;t&#xE9;-tryptophane de fluorescence. Mesures pr&#xE9;c&#xE9;demment rapport&#xE9;s de diffusion intramol&#xE9;culaire lente sont en rapport avec le plus lent des deux phases observ&#xE9;es rapides. Ces r&#xE9;sultats sugg&#xE8;rent que le paysage de l&#x26;#39;&#xE9;nergie multidimensionnelle est n&#xE9;cessaire pour d&#xE9;crire le repliement de la prot&#xE9;ine L, et que la dynamique de l&#x26;#39;&#xE9;tat non pli&#xE9; est domin&#xE9;e par de multiples barri&#xE8;res d&#x26;#39;&#xE9;nergie de petite taille.

Robustesse dans le paysage de la prot&#xE9;ine L pliante

Erkunden Sie die Falten Bahnen der B1-Dom&auml;ne des Protein L mit einer Reihe von Gleichgewicht und schnelle kinetische Experimente, fanden wir seine ungefaltet komplexer, als von zwei-Staaten-Klapp-Modelle vorgeschlagen werden. Mit einen Verbl Mixer um Proteinfaltung innerhalb von ca. 2-4 Mikrosekunden zu initiieren, beobachten wir Falten Kinetik durch systeminterne Tryptophan Fluoreszenz und Fluoreszenz-Resonanz-Energie-Transfer. Wir erkennen mindestens zwei Prozesse schneller als 100 Mus, die innerhalb der Burst-Phase eines gestoppt-Flow Instruments Messung der Fluoreszenz von Tryptophan ausgeblendet werden w&uuml;rde. Zuvor sind die gemeldete Messungen langsam intramolekulare Diffusion entsprechend die langsamere der beiden beobachteten schnellen Phasen. Diese Ergebnisse legen nahe, dass eine mehrdimensionale Energielandschaft zu beschreiben, die Faltung des Proteins L notwendig ist und die Dynamik der die ungefaltet durch mehrere kleine Energie-Barrieren dominiert wird.

Robustheit in der Faltung Landschaft des Proteins L.

Esplorando le vie piegantesi del dominio B1 della proteina L con una serie di esperimenti di cinetici rapidi ed equilibrio, abbiamo trovato suo stato spiegato essere pi&ugrave; complessa di quanto suggerito da due stati modelli pieghevoli. Utilizzando un mixer ultrarapido per avviare proteine pieghevole all&#39;interno di circa 2-4 microsecondi, osserviamo pieghevole cinetica di fluorescenza del triptofano intrinseca e il trasferimento di energia di risonanza di fluorescenza. Rileviamo almeno due processi pi&ugrave; veloce di 100 mus che sarebbe nascosto all&#39;interno della fase di scoppio di un flusso interrotto strumento misura la fluorescenza del triptofano. Precedentemente segnalate misurazioni della lenta diffusione intramolecolari sono commisurate con la pi&ugrave; lenta delle due fasi veloci osservate. Questi risultati suggeriscono che un paesaggio di energia multidimensionale &egrave; necessario descrivere la piegatura della proteina L, e che la dinamica dello stato spiegato &egrave; dominata da barriere multiple di piccola energia.

Robustezza nel paesaggio piegante della proteina L.

&#x5747;&#x8861;&#x3068;&#x8FC5;&#x901F;&#x306A;&#x904B;&#x52D5;&#x4E00;&#x9023;&#x306E;&#x5B9F;&#x9A13;&#x306E;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;L&#x306E;B1&#x30C9;&#x30E1;&#x30A4;&#x30F3;&#x306E;&#x6298;&#x308A;&#x305F;&#x305F;&#x307F;&#x7D4C;&#x8DEF;&#x3092;&#x63A2;&#x7D22;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x3001;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x305D;&#x306E;&#x5C55;&#x958B;&#x72B6;&#x614B;&#x306F;&#x3001;2&#x3064;&#x306E;&#x72B6;&#x614B;&#x306E;&#x6298;&#x308A;&#x305F;&#x305F;&#x307F;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x63D0;&#x6848;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x3088;&#x308A;&#x8907;&#x96D1;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x5224;&#x660E;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x7D04;2&#x301C;4&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x79D2;&#x4EE5;&#x5185;&#x306B;&#x3001;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x306E;&#x30D5;&#x30A9;&#x30FC;&#x30EB;&#x30C7;&#x30A3;&#x30F3;&#x30B0;&#x3092;&#x958B;&#x59CB;&#x3059;&#x308B;&#x8D85;&#x9AD8;&#x901F;&#x30DF;&#x30AD;&#x30B5;&#x30FC;&#x3092;&#x7528;&#x3044;&#x3066;&#x3001;&#x5185;&#x56E0;&#x6027;&#x30C8;&#x30EA;&#x30D7;&#x30C8;&#x30D5;&#x30A1;&#x30F3;&#x86CD;&#x5149;&#x3068;&#x86CD;&#x5149;&#x5171;&#x9CF4;&#x30A8;&#x30CD;&#x30EB;&#x30AE;&#x30FC;&#x79FB;&#x52D5;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x6298;&#x308A;&#x305F;&#x305F;&#x307F;&#x52D5;&#x614B;&#x3092;&#x89B3;&#x5BDF;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x3001;&#x5C11;&#x306A;&#x304F;&#x3068;&#x3082;2&#x3064;&#x306E;&#x30D7;&#x30ED;&#x30BB;&#x30B9;&#x306E;&#x30C8;&#x30EA;&#x30D7;&#x30C8;&#x30D5;&#x30A1;&#x30F3;&#x86CD;&#x5149;&#x3092;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x3059;&#x308B;&#x30B9;&#x30C8;&#x30C3;&#x30D7;&#x30C8;&#x30D5;&#x30ED;&#x30FC;&#x88C5;&#x7F6E;&#x306E;&#x30D0;&#x30FC;&#x30B9;&#x30C8;&#x4F4D;&#x76F8;&#x306E;&#x4E2D;&#x306B;&#x96A0;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x3088;&#x308A;&#x3082;&#x901F;&#x304F;100 MU&#x3092;&#x691C;&#x51FA;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x9045;&#x3044;&#x5206;&#x5B50;&#x62E1;&#x6563;&#x306E;&#x4EE5;&#x524D;&#x306B;&#x5831;&#x544A;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x7D50;&#x679C;&#x306F;&#x3001;2&#x3064;&#x306E;&#x89B3;&#x6E2C;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x9AD8;&#x901F;&#x306E;&#x30D5;&#x30A7;&#x30FC;&#x30BA;&#x306E;&#x3044;&#x305A;&#x308C;&#x304B;&#x9045;&#x3044;&#x65B9;&#x306B;&#x898B;&#x5408;&#x3063;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x306F;&#x3001;&#x591A;&#x6B21;&#x5143;&#x30A8;&#x30CD;&#x30EB;&#x30AE;&#x30FC;&#x5730;&#x5F62;&#x306F;&#x3001;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;L&#x306E;&#x6298;&#x308A;&#x305F;&#x305F;&#x307F;&#x3092;&#x8A18;&#x8FF0;&#x3059;&#x308B;&#x5FC5;&#x8981;&#x304C;&#x3042;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x793A;&#x5506;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3001;&#x3068;&#x5C55;&#x958B;&#x72B6;&#x614B;&#x306E;&#x30C0;&#x30A4;&#x30CA;&#x30DF;&#x30AF;&#x30B9;&#x306F;&#x3001;&#x8907;&#x6570;&#x306E;&#x5C0F;&#x3055;&#x306A;&#x30A8;&#x30CD;&#x30EB;&#x30AE;&#x30FC;&#x969C;&#x58C1;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x652F;&#x914D;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3002;

&#x30D7;&#x30ED;&#x30C6;&#x30A4;&#x30F3;L&#x306E;&#x6298;&#x308A;&#x305F;&#x305F;&#x307F;&#x98A8;&#x666F;&#x306E;&#x8010;&#x4E45;&#x6027;

&#xD3C9;&#xD615; &#xBC0F; &#xAE09;&#xACA9; &#xD55C; &#xC6B4;&#xB3D9; &#xC2E4;&#xD5D8;&#xC758; &#xC77C;&#xB828;&#xC758; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; L B1 &#xB3C4;&#xBA54;&#xC778;&#xC758; &#xC811;&#xB294; &#xACBD;&#xB85C; &#xD30C;&#xC545; &#xD558; &#xC5EC; &#xC6B0;&#xB9AC; 2 &#xC0C1;&#xD0DC; &#xC811;&#xD788;&#xB294; &#xBAA8;&#xB378;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC81C;&#xC548; &#xB41C; &#xAC83; &#xBCF4;&#xB2E4; &#xB354; &#xBCF5;&#xC7A1; &#xD55C; &#xC218; &#xD3BC;&#xCE5C;&#xB41C; &#xC0C1;&#xD0DC;&#xB85C; &#xBC1C;&#xACAC; &#xD588;&#xB2E4;. Ultrarapid &#xBBF9;&#xC11C;&#xB97C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xC57D; 2-4 &#xB9C8;&#xC774;&#xD06C;&#xB85C;&#xCD08; &#xC774;&#xB0B4; &#xC811;&#xB294; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8;&#xC744; &#xC2DC;&#xC791;, &#xC6B0;&#xB9AC; &#xB0B4;&#xC7A5; &#xD2B8;&#xB9BD;&#xD1A0;&#xD310; &#xD615;&#xAD11; &#xBC0F; &#xD615;&#xAD11; &#xACF5;&#xBA85; &#xC5D0;&#xB108;&#xC9C0; &#xC804;&#xB2EC;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC811;&#xD788;&#xB294; &#xC18D;&#xB3C4; &#xB860;&#xC744; &#xAD00;&#xCC30; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB450; &#xAC1C; &#xC774;&#xC0C1;&#xC758; &#xD504;&#xB85C;&#xC138;&#xC2A4; &#xC911;&#xC9C0; &#xD750;&#xB984; &#xC545;&#xAE30; &#xD2B8;&#xB9BD;&#xD1A0;&#xD310; &#xD615;&#xAD11; &#xCE21;&#xC815;&#xC758; &#xBC84;&#xC2A4;&#xD2B8; &#xB2E8;&#xACC4; &#xC228;&#xACA8;&#xC838; &#xC788;&#xC744; &#xAC83; &#xC774;&#xB77C;&#xACE0; 100 &#xBA38; &#xC2A4; &#xBCF4;&#xB2E4; &#xB354; &#xBE68;&#xB9AC; &#xAC10;&#xC9C0;. &#xC774;&#xC804;&#xC5D0; &#xB290;&#xB9B0; intramolecular &#xBCF4;&#xAE09;&#xC758; &#xBCF4;&#xACE0; &#xB41C; &#xCE21;&#xC815;&#xC740; &#xB450; &#xAC1C;&#xC758; &#xAD00;&#xCC30; &#xBE60;&#xB978; &#xB2E8;&#xACC4; &#xB290;&#xB9B0; &#xC54C;&#xB9DE;&#xC740;. &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xACB0;&#xACFC; &#xB2E4;&#xCC28;&#xC6D0; &#xC5D0;&#xB108;&#xC9C0; &#xD48D;&#xACBD; L, &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; &#xD3F4;&#xB529;&#xC5D0; &#xB300;&#xD574; &#xC124;&#xBA85; &#xD558;&#xB294; &#xB370; &#xD544;&#xC694;&#xD55C; &#xD558; &#xACE0; &#xD3BC;&#xCE5C;&#xB41C; &#xC0C1;&#xD0DC; &#xC5ED;&#xD559; &#xC5EC;&#xB7EC; &#xC791;&#xC740; &#xC5D0;&#xB108;&#xC9C0; &#xC7A5;&#xBCBD;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC9C0;&#xBC30; &#xB41C;&#xB2E4;&#xB294; &#xAC83;&#xC774; &#xC88B;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; L. &#xC811;&#xB294; &#xD48D;&#xACBD;&#xC744; &#xACAC;&#xACE0;

Al explorar las v&#xED;as de plegado del dominio B1 de la prote&#xED;na L con una serie de equilibrio y r&#xE1;pidos experimentos cin&#xE9;ticos, se ha encontrado su estado desplegado a ser m&#xE1;s compleja que la sugerida por dos modelos de estado plegado. Con una batidora ultrarr&#xE1;pido para iniciar el plegamiento de prote&#xED;nas dentro de aproximadamente 2.4 microsegundos, se observa cin&#xE9;tica de plegamiento por fluorescencia intr&#xED;nseca del tript&#xF3;fano y la transferencia de energ&#xED;a de resonancia de fluorescencia. Se detecta al menos dos procesos m&#xE1;s r&#xE1;pidos de 100 m&#xFA;sculos que se oculta dentro de la fase de explosi&#xF3;n de un instrumento de medici&#xF3;n de flujo detenido tript&#xF3;fano fluorescencia. Las mediciones se ha informado de la difusi&#xF3;n intramolecular lenta son acordes con la m&#xE1;s lenta de las dos fases r&#xE1;pidas observadas. Estos resultados sugieren que un paisaje energ&#xED;a multidimensional es necesario describir el plegamiento de la prote&#xED;na L, y que la din&#xE1;mica del estado desplegado est&#xE1; dominado por m&#xFA;ltiples barreras de energ&#xED;a peque&#xF1;as.

Robustez en el paisaje plegable de la prote&#xED;na L

&#x86CB;&#x767D;&#x8D28; lambda(6-85) &#x5377;&#x5165; barrierless &#x6298;&#x53E0;&#x7684;&#x52A8;&#x529B;&#x5B66;&#x677E;&#x5F1B;&#x7EB3;&#x79D2; T &#x8DF3;&#x8F6C;&#x540E;&#x7684;&#x610F;&#x89C1;&#x3002;&#x5728;&#x8FD9;&#x9879;&#x5DE5;&#x4F5C;&#x4E2D;&#x6211;&#x4EEC;&#x89C2;&#x5BDF;&#x5230;&#x9AD8;&#x7A00;&#x91CA;&#x540E;&#x6298;&#x53E0;&#x7684;&#x8FD9;&#x79CD;&#x86CB;&#x767D;&#x8D28;&#x53D8;&#x6027;&#x6E29;&#x5EA6;&#x8FDC;&#x4F4E;&#x4E8E;&#x70ED;&#x4E2D;&#x70B9;&#x8D85;&#x901F;&#x5FAE;&#x6D41;&#x63A7;&#x6DF7;&#x5408;&#x5668;&#x3002;&#x603B;&#x5F3A;&#x5EA6;&#x7684;&#x610F;&#x89C1;&#x548C;&#x8272;&#x6C28;&#x9178;&#x8367;&#x5149;&#x5149;&#x8C31;&#x8F6C;&#x79FB;&#x4EA7;&#x751F;&#x660E;&#x663E;&#x4E0D;&#x540C;&#x7684;&#x52A8;&#x529B;&#x5B66;&#x548C;&#x6FC0;&#x6D3B;&#x80FD;&#x91CF;&#x3002;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x7ED3;&#x679C;&#x53EF;&#x80FD;&#x88AB;&#x89E3;&#x91CA;&#x4E3A;&#x6269;&#x6563;&#x95E8;&#x69DB;&#x4F4E;&#x3001; &#x4E00;&#x7EF4;&#x3001; &#x91CA;&#x653E;&#x80FD;&#x91CF;&#x7684;&#x8868;&#x9762;&#x4E0A;&#x6709;&#x4E0D;&#x540C;&#x654F;&#x611F;&#x6027;&#x53CD;&#x5E94;&#x5750;&#x6807;&#x6CBF;&#x4E0D;&#x540C;&#x63A2;&#x9488;&#x3002;&#x6B64;&#x5916;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x89C2;&#x5BDF;&#x5230;&#x6DF7;&#x5408; T-&#x8DF3;&#xFF0C;&#x6CA1;&#x6709;&#x89C2;&#x5BDF;&#x5230;&#x7684;&#x65F6;&#x95F4;&#x5185;&#x901F;&#x5EA6;&#x6781;&#x5FEB;&#x7684;&#x9636;&#x6BB5;&#x5EFA;&#x8BAE;&#x5C55;&#x5F00;&#x56FD;&#x5BB6;&#x4E50;&#x56E2;&#x586B;&#x5145;&#x9AD8;&#x53D8;&#x6027;&#x5242;&#x662F;&#x6709;&#x522B;&#x4E8E;&#x90A3;&#x4E9B;&#x53EF;&#x4EE5;&#x8BBF;&#x95EE;&#x5728;&#x9AD8;&#x6E29;&#x3002;

&#x4E0B;&#x5761;&#x6298;&#x53E0;&#x7684; lambda &#x963B;&#x904F;&#x7269;&#x7684;&#x5FAE;&#x6D41;&#x4F53;&#x6DF7;&#x5408;&#x5668;&#x7684;&#x76F4;&#x63A5;&#x89C2;&#x5BDF;&#x3002;

The protein lambda(6-85) has been implicated in barrierless folding by observations of kinetic relaxation after nanosecond T-jump. In this work we observed folding of this protein after dilution of a high denaturant in an ultrarapid microfluidic mixer at temperatures far below the thermal midpoint. The observations of total intensity and spectral shift of tryptophan fluorescence yielded distinctly different kinetics and activation energies. These results may be explained as diffusion on a low-barrier, one-dimensional, free-energy surface, with different probes having different sensitivities along the reaction coordinate. Additionally, we observed an extremely fast phase within the mixing time that was not observed by T-jump, suggesting that the ensemble of unfolded states populated at high denaturant is distinct from those accessible at high temperature.

Direct observation of downhill folding of lambda-repressor in a microfluidic mixer.

La prot&#xE9;ine (6-85) lambda a &#xE9;t&#xE9; impliqu&#xE9;e dans le repliement sans barri&#xE8;res par des observations de d&#xE9;tente cin&#xE9;tique apr&#xE8;s nanoseconde T-saut. Dans ce travail, nous avons observ&#xE9; de pliage de cette prot&#xE9;ine apr&#xE8;s dilution d&#x26;#39;un d&#xE9;naturant haute dans un m&#xE9;langeur microfluidique ultrarapide &#xE0; des temp&#xE9;ratures bien en dessous de la m&#xE9;diane thermique. Les observations de l&#x26;#39;intensit&#xE9; totale et d&#xE9;calage spectral de la fluorescence du tryptophane a abouti &#xE0; la cin&#xE9;tique nettement diff&#xE9;rentes et des &#xE9;nergies d&#x26;#39;activation. Ces r&#xE9;sultats peuvent &#xEA;tre expliqu&#xE9;s que la diffusion sur une barri&#xE8;re faible, &#xE0; une dimension, l&#x26;#39;&#xE9;nergie libre de surface, avec des sondes diff&#xE9;rentes ayant des sensibilit&#xE9;s diff&#xE9;rentes le long de la r&#xE9;action de coordonner. En outre, nous avons observ&#xE9; une phase extr&#xEA;mement rapide dans le temps de m&#xE9;lange qui n&#x26;#39;a pas &#xE9;t&#xE9; observ&#xE9;e par T-saut, ce qui sugg&#xE8;re que l&#x26;#39;ensemble des &#xE9;tats peupl&#xE9;s d&#xE9;pli&#xE9; &#xE0; haute d&#xE9;naturant est distinct de ceux qui sont accessibles &#xE0; haute temp&#xE9;rature.

Observation directe de la Descente de pliage de Lambda-r&#xE9;presseur dans un m&#xE9;langeur microfluidique

Die Protein-lambda(6-85) hat verwickelt in barrierenfrei faltbar durch Beobachtungen der kinetischen Entspannung nach Nanosekunden T-Sprung. In dieser Arbeit, die wir beobachteten, Faltung dieses Proteins nach Verd&uuml;nnung eines hohen Verg&auml;llungsmittel in einem Verbl Microfluidic-Mixer bei Temperaturen weit unter dem thermischen Mittelpunkt. Die Beobachtungen der gesamten Intensit&auml;t und spektrale Verschiebung des Tryptophan-Fluoreszenz ergab deutlich unterschiedliche Kinetik und Aktivierung Energie. Diese Ergebnisse k&ouml;nnen mit verschiedenen Sonden mit unterschiedliche Empfindlichkeiten entlang der Reaktion Koordinate als Verbreitung auf einer Oberfl&auml;che leichter, eindimensionale, freie Energie, erkl&auml;rt werden. Dar&uuml;ber hinaus beobachten wir eine extrem schnelle Phase innerhalb der Mischung, die nicht von T-Jump, beobachtet wurde darauf hindeutet, dass das Ensemble entfaltet Staaten hoch aufgef&uuml;llt Verg&auml;llungsmittel unterscheidet sich von jenen zug&auml;nglich bei hohen Temperaturen.

Direkte Beobachtung der Abfahrt Faltung der Lambda-Repressor in einem Microfluidic-Mischer.

Il lambda(6-85) della proteina &egrave; stato implicato in barrierless pieghevole da osservazioni di cinetica relax dopo nanosecondo T-salto. In questo lavoro abbiamo osservato pieghevole di questa proteina dopo diluizione di un&#39;alta denaturante in un miscelatore di microfluidica ultrarapido a temperature molto di sotto il punto centrale termica. Le osservazioni dell&#39;intensit&agrave; totale e spostamento spettrale di fluorescenza del triptofano ceduto nettamente diverse energie cinetica e attivazione. Questi risultati possono essere spiegati come diffusione su una superficie basso-barriera, unidimensionale, energia libera, con diverse sonde aventi diverse sensibilit&agrave; lungo la coordinata di reazione. Inoltre, abbiamo osservato una fase estremamente veloce entro il tempo di miscelazione non &egrave; stata osservata da T-salto, suggerendo che l&#39;ensemble degli stati svelati popolato in alto denaturante &egrave; distinta da quelli accessibili ad alta temperatura.

Osservazione diretta di piegatura in discesa di lambda-repressore in un mixer microfluidica.

&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x30E9;&#x30E0;&#x30C0;&#xFF08;6&#x304B;&#x3089;85&#xFF09;&#x306F;&#x3001;&#x30CA;&#x30CE;&#x79D2;T-&#x30B8;&#x30E3;&#x30F3;&#x30D7;&#x306E;&#x5F8C;&#x306E;&#x904B;&#x52D5;&#x7DE9;&#x548C;&#x306E;&#x89B3;&#x6E2C;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x200B;&#x200B;&#x3066;barrierless&#x6298;&#x308A;&#x7573;&#x307F;&#x306B;&#x95A2;&#x4E0E;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x7814;&#x7A76;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x306F;&#x308B;&#x304B;&#x306B;&#x71B1;&#x4E2D;&#x70B9;&#x4EE5;&#x4E0B;&#x306E;&#x6E29;&#x5EA6;&#x3067;&#x8D85;&#x9AD8;&#x901F;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x30DF;&#x30AD;&#x30B5;&#x30FC;&#x306E;&#x9AD8;&#x5909;&#x6027;&#x5264;&#x306E;&#x5E0C;&#x91C8;&#x3057;&#x305F;&#x5F8C;&#x306B;&#x3001;&#x3053;&#x306E;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x306E;&#x6298;&#x308A;&#x305F;&#x305F;&#x307F;&#x3092;&#x89B3;&#x5BDF;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x5168;&#x5F37;&#x5EA6;&#x3068;&#x30C8;&#x30EA;&#x30D7;&#x30C8;&#x30D5;&#x30A1;&#x30F3;&#x86CD;&#x5149;&#x306E;&#x30B9;&#x30DA;&#x30AF;&#x30C8;&#x30EB;&#x30B7;&#x30D5;&#x30C8;&#x306E;&#x89B3;&#x6E2C;&#x304C;&#x660E;&#x3089;&#x304B;&#x306B;&#x7570;&#x306A;&#x308B;&#x53CD;&#x5FDC;&#x901F;&#x5EA6;&#x3068;&#x6D3B;&#x6027;&#x5316;&#x30A8;&#x30CD;&#x30EB;&#x30AE;&#x30FC;&#x304C;&#x5F97;&#x3089;&#x308C;&#x305F;&#x3002;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x306F;&#x3001;&#x53CD;&#x5FDC;&#x5EA7;&#x6A19;&#x306B;&#x6CBF;&#x3063;&#x3066;&#x7570;&#x306A;&#x308B;&#x611F;&#x5EA6;&#x3092;&#x6709;&#x3059;&#x308B;&#x7570;&#x306A;&#x308B;&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30D6;&#x3067;&#x3001;&#x4F4E;&#x969C;&#x58C1;&#x3001;&#x4E00;&#x6B21;&#x5143;&#x3001;&#x81EA;&#x7531;&#x30A8;&#x30CD;&#x30EB;&#x30AE;&#x30FC;&#x9762;&#x4E0A;&#x306B;&#x62E1;&#x6563;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x8AAC;&#x660E;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3042;&#x308A;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3055;&#x3089;&#x306B;&#x3001;&#x6211;&#x3005;&#x306F;T-&#x30B8;&#x30E3;&#x30F3;&#x30D7;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x89B3;&#x5BDF;&#x3055;&#x308C;&#x306A;&#x304B;&#x3063;&#x305F;&#x6DF7;&#x5408;&#x6642;&#x9593;&#x5185;&#x3067;&#x975E;&#x5E38;&#x306B;&#x9AD8;&#x901F;&#x306A;&#x4F4D;&#x76F8;&#x3092;&#x89B3;&#x5BDF;&#x3057;&#x3001;&#x5C55;&#x958B;&#x72B6;&#x614B;&#x306E;&#x30A2;&#x30F3;&#x30B5;&#x30F3;&#x30D6;&#x30EB;&#x306F;&#x3001;&#x9AD8;&#x5909;&#x6027;&#x5264;&#x304C;&#x79FB;&#x5165;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x793A;&#x5506;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3068;&#x3001;&#x9AD8;&#x6E29;&#x3067;&#x306E;&#x30A2;&#x30AF;&#x30BB;&#x30B9;&#x53EF;&#x80FD;&#x306A;&#x3082;&#x306E;&#x3068;&#x306F;&#x7570;&#x306A;&#x308A;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x6D41;&#x4F53;&#x30DF;&#x30AD;&#x30B5;&#x30FC;&#x306E;&#x30E9;&#x30E0;&#x30C0;&#x30EA;&#x30D7;&#x30EC;&#x200B;&#x200B;&#x30C3;&#x30B5;&#x30FC;&#x306E;&#x30C0;&#x30A6;&#x30F3;&#x30D2;&#x30EB;&#x6298;&#x308A;&#x7573;&#x307F;&#x306E;&#x76F4;&#x63A5;&#x89B3;&#x5BDF;

&#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; lambda(6-85) &#xB098;&#xB178;&#xCD08; T &#xC810;&#xD504; &#xD6C4; &#xC6B4;&#xB3D9; &#xD734;&#xC2DD;&#xC758; &#xAD00;&#xCC30;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; barrierless &#xD3F4;&#xB529;&#xC5D0; &#xC5F0;&#xB8E8; &#xB418;&#xC5B4;&#xC788;&#xB2E4;. &#xC774; &#xC791;&#xD488;&#xC5D0;&#xC11C;&#xB294; &#xB192;&#xC740; &#xD76C;&#xC11D; &#xD6C4;&#xC774; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8;&#xC758; &#xD3F4;&#xB529; &#xAD00;&#xCC30; &#xD588;&#xB2E4; &#xC5F4; &#xC911;&#xAC04;&#xC810; &#xD6E8;&#xC52C; &#xC544;&#xB798; &#xC628;&#xB3C4;&#xC5D0;&#xC11C; ultrarapid &#xBBF8;&#xC138; &#xBBF9;&#xC11C;&#xC5D0; denaturant. &#xC804;&#xCCB4; &#xC870;&#xB3C4;&#xC758; &#xAD00;&#xCC30;&#xACFC; &#xD2B8;&#xB9BD;&#xD1A0;&#xD310; &#xD615;&#xAD11;&#xC758; &#xC2A4;&#xD399;&#xD2B8;&#xB7FC; &#xBCC0;&#xD654; &#xBA85;&#xBC31; &#xD558; &#xAC8C; &#xB2E4;&#xB978; &#xC18D;&#xB3C4; &#xB860; &#xBC0F; &#xD65C;&#xC131;&#xD654; &#xC5D0;&#xB108;&#xC9C0;&#xB97C; &#xC5BB;&#xC9C0; &#xBABB;&#xD588;&#xB2E4;. &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xACB0;&#xACFC; &#xB2E4;&#xB978; &#xD504;&#xB85C;&#xBE0C; &#xBC18;&#xC751; &#xC88C;&#xD45C;&#xB97C; &#xB530;&#xB77C; &#xB2E4;&#xB978; &#xAC10;&#xB3C4; &#xB370; &#xB0AE;&#xC740; &#xC7A5;&#xBCBD;, 1 &#xCC28;&#xC6D0;, &#xC790;&#xC720; &#xC5D0;&#xB108;&#xC9C0; &#xD45C;&#xBA74;&#xC5D0; &#xD655;&#xC0B0;&#xC73C;&#xB85C; &#xC124;&#xBA85; &#xB420; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB610;&#xD55C;, &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; T-&#xC810;&#xD504; &#xD558; &#xC5EC; &#xAD00;&#xCC30; &#xD558;&#xC9C0;&#xB294; &#xD63C;&#xD569; &#xC2DC;&#xAC04; &#xB0B4;&#xC5D0;&#xC11C; &#xB9E4;&#xC6B0; &#xBE60;&#xB978; &#xB2E8;&#xACC4; &#xAD00;&#xCC30; &#xD3BC;&#xCE5C; &#xC0C1;&#xD0DC;&#xC758; &#xC559;&#xC0C1;&#xBE14; &#xB192;&#xC740; &#xCC44;&#xC6CC;&#xC9C4; &#xC81C;&#xC548; denaturant&#xC740; &#xADF8; &#xC561;&#xC138;&#xC2A4;&#xD560; &#xC218; &#xB2E4;&#xB97C; &#xB192;&#xC740; &#xC628;&#xB3C4;&#xC5D0;&#xC11C;.

&#xBBF8;&#xC138; &#xBBF9;&#xC11C;&#xC5D0; &#xB78C;&#xB2E4;-&#xC9C4;&#xC555;&#xC758; &#xB0B4;&#xB9AC;&#xB9C9; &#xC811;&#xB294;&#xC758; &#xC9C1;&#xC811; &#xAD00;&#xCC30;.

La prote&#xED;na lambda (6-85) ha sido implicado en el plegamiento para minusv&#xE1;lidos por las observaciones de la relajaci&#xF3;n despu&#xE9;s de la cin&#xE9;tica nanosegundo T-salto. En este trabajo se observ&#xF3; plegamiento de esta prote&#xED;na despu&#xE9;s de la diluci&#xF3;n de un desnaturalizante alta en un mezclador ultrarr&#xE1;pido microfluidos a temperaturas muy por debajo del punto medio t&#xE9;rmico. Las observaciones de intensidad total y el desplazamiento espectral de fluorescencia de tript&#xF3;fano produjo la cin&#xE9;tica muy diferentes y las energ&#xED;as de activaci&#xF3;n. Estos resultados pueden ser explicado como la difusi&#xF3;n en una barrera de baja, unidimensional, la energ&#xED;a libre superficial, con diferentes sondas que tienen diferentes sensibilidades a lo largo de la reacci&#xF3;n coordinar. Adicionalmente, se observ&#xF3; una fase extremadamente r&#xE1;pido en el tiempo de mezcla que no se observ&#xF3; por T-salto, lo que sugiere que el conjunto de estados desdobla pobladas a alta desnaturalizante es distinto de los accesibles a alta temperatura.

La observaci&#xF3;n directa de descenso plegable de Lambda-represor en un mezclador de microfluidos

&#x86CB;&#x767D;&#x8D28;&#x6298;&#x53E0;&#x7684;&#x8BB8;&#x591A;&#x7406;&#x8BBA;&#x4E2D;&#x7684;&#x4E00;&#x4E2A;&#x5173;&#x952E;&#x53C2;&#x6570;&#x662F;&#x6269;&#x6563;&#x7684;&#x80FD;&#x6E90;&#x666F;&#x89C2;&#x901F;&#x5EA6;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x89C2;&#x5BDF;&#x5230;&#x7684;&#x86CB;&#x767D; L &#x9762;&#x524D;&#x5C55;&#x5F00;&#x7684; B1 &#x57DF;&#x5185;&#x5206;&#x5B50;&#x5185;&#x6269;&#x6563;&#x7684;&#x901F;&#x7387;&#x7684;&#x6DF7;&#x97F3;&#x5668;&#x53EF;&#x6298;&#x4F7F;&#x7528;&#x5FAE;&#x6D41;&#x63A7;&#x3002;&#x5206;&#x5B50;&#x5185;&#x63A5;&#x89E6;&#x6269;&#x6563;&#x9650;&#x5236;&#x901F;&#x5EA6;&#x6BD4;&#x7387; 6 M &#x76D0;&#x9178;&#x80CD;&#x53D8;&#x6027;&#xFF0C;&#x6162;&#x7EA6; 20 &#x500D;&#x5E76;&#x5728;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x6761;&#x4EF6;&#x4E0B;&#xFF0C;&#x86CB;&#x767D;&#x8D28;&#x4E5F;&#x662F;&#x66F4;&#x7D27;&#x51D1;&#x7684;&#x56E0;&#x4E3A;&#x5206;&#x5B50;&#x5185;&#x6269;&#x6563;&#x7CFB;&#x6570;&#x964D;&#x4F4E; 100-500 &#x500D;&#x3002;&#x6405;&#x62CC;&#x65F6;&#x95F4;&#x6405;&#x62CC;&#x673A; 250 &#x5FAE;&#x7C73;&#x5185;&#x53D1;&#x751F;&#x6269;&#x6563;&#x6025;&#x5267;&#x653E;&#x7F13;&#xFF0C;&#x4F3C;&#x4E4E;&#x90A3;&#x91CC;&#x6CA1;&#x6709;&#x8FDB;&#x4E00;&#x6B65;&#x6F14;&#x53D8;&#x7684;&#x8FD9;&#x4E00;&#x6BD4;&#x7387;&#x8FBE;&#x5230;&#x6298;&#x53E0;&#x7684;&#x8FC7;&#x6E21;&#x72B6;&#x6001;&#x4E4B;&#x524D;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x663E;&#x793A;&#x89C2;&#x5BDF;&#x5230;&#x7684;&#x6298;&#x7387;&#x4E0E;&#x53D8;&#x6027;&#x5242;&#x4F9D;&#x8D56;&#x6269;&#x6563;&#x7CFB;&#x6570;&#x7684;&#x514B;&#x83B1;&#x9ED8;&#x65AF;&#x6A21;&#x578B;&#x4EE5;&#x53CA;&#x9884;&#x6D4B;&#x548C;&#x63A8;&#x6D4B;&#x6B64;&#x6269;&#x6563;&#x7CFB;&#x6570;&#x662F;&#x6298;&#x53E0;&#x7684;&#x89C2;&#x5BDF;&#x5230;&#x7387;&#x7684;&#x91CD;&#x5927;&#x8D21;&#x732E;&#x3002;

&#x672A;&#x6298;&#x53E0;&#x86CB;&#x767D; L.&#x5206;&#x5B50;&#x5185;&#x6269;&#x6563;&#x901F;&#x5EA6;&#x6781;&#x6162;

A crucial parameter in many theories of protein folding is the rate of diffusion over the energy landscape. Using a microfluidic mixer we have observed the rate of intramolecular diffusion within the unfolded B1 domain of protein L before it folds. The diffusion-limited rate of intramolecular contact is about 20 times slower than the rate in 6 M GdnHCl, and because in these conditions the protein is also more compact, the intramolecular diffusion coefficient decreases 100-500 times. The dramatic slowdown in diffusion occurs within the 250 micros mixing time of the mixer, and there appears to be no further evolution of this rate before reaching the transition state of folding. We show that observed folding rates are well predicted by a Kramers model with a denaturant-dependent diffusion coefficient and speculate that this diffusion coefficient is a significant contribution to the observed rate of folding.

Extremely slow intramolecular diffusion in unfolded protein L.

Un param&#xE8;tre crucial dans de nombreuses th&#xE9;ories du repliement des prot&#xE9;ines est le taux de diffusion sur le paysage &#xE9;nerg&#xE9;tique. L&#x26;#39;utilisation d&#x26;#39;un m&#xE9;langeur microfluidique, nous avons observ&#xE9; le taux de diffusion intramol&#xE9;culaire dans le domaine B1 pli&#xE9; de la prot&#xE9;ine L avant, il se replie. Le taux de la diffusion limit&#xE9;e de contact intramol&#xE9;culaire est environ 20 fois plus lent que le taux de 6 M GdnHCl, et parce que dans ces conditions, la prot&#xE9;ine est &#xE9;galement plus compact, le coefficient de diffusion intramol&#xE9;culaire diminue 100-500 fois. Le ralentissement spectaculaire de la diffusion se produit dans le d&#xE9;lai 250 micros de m&#xE9;lange du m&#xE9;langeur, et il semble y avoir plus d &#x26;#39;&#xE9;volution de ce taux avant d&#x26;#39;atteindre l&#x26;#39;&#xE9;tat de transition de pliage. Nous montrons que les taux observ&#xE9;s de pliage sont bien pr&#xE9;dites par un mod&#xE8;le de Kramers avec un coefficient de diffusion d&#xE9;pendant de d&#xE9;naturant et sp&#xE9;culer que ce coefficient de diffusion est une contribution significative &#xE0; la vitesse observ&#xE9;e de pliage.

Extr&#xEA;mement lent Diffusion intramol&#xE9;culaire dans d&#xE9;pli&#xE9; la prot&#xE9;ine L

Entscheidender Parameter in vielen Theorien der Proteinfaltung ist die Rate der Diffusion &uuml;ber die Energielandschaft. Mit einer mikrofluidische faltet Mischer, die wir beobachtet haben, die Rate der intramolekulare Verbreitung innerhalb der entfaltet B1-Domain Protein L davor. Die Verbreitung begrenzte intramolekulare Kontakt betr&auml;gt &uuml;ber 20 mal langsamer als die Rate in 6 M GdnHCl und da unter diesen Bedingungen das Protein auch kompakter ist, verringert die intramolekulare Diffusionskoeffizient 100 - 500 Mal. Der dramatische R&uuml;ckgang der Verbreitung erfolgt innerhalb der 250 Mikrofone, die Mischzeit im Mixer, und scheint es keine weitere Entwicklung dieses Satzes vor Erreichen der &Uuml;bergangszustand der Faltung. Wir zeigen, dass die beobachteten Faltreifen Preise sind ein Kramers-Modell mit einem Verg&auml;llungsmittel abh&auml;ngigen Diffusionskoeffizient gut vorhergesagt und spekulieren, dass diese Diffusionskoeffizient einen wesentlichen Beitrag zur die beobachtete Rate der Faltung ist.

Extrem langsam intramolekulare Verbreitung in entfaltet Protein L.

Un parametro fondamentale in molte teorie di ripiegamento proteico &egrave; il tasso di diffusione sopra il panorama energetico. Utilizzando un microfluidica mixer abbiamo osservato il tasso di diffusione intramolecolare all&#39;interno del dominio B1 spiegato della proteina L prima di esso si ripiega. Il tasso di diffusione limitata di contatto intramolecolare &egrave; circa 20 volte pi&ugrave; lento rispetto al tasso in 6 M GdnHCl, e poich&eacute; in queste condizioni la proteina &egrave; anche pi&ugrave; compatta, il coefficiente di diffusione intramolecolare diminuisce di 100 - 500 volte. Il drammatico rallentamento nella diffusione avviene entro i 250 micros tempo del mixer di miscelazione e sembra non esserci nessun ulteriore evoluzione di questo tasso prima di raggiungere lo stato di transizione di folding. Mostriamo che osservati tassi pieghevoli bene sono previsti dal modello Kramers con un coefficiente di diffusione del denaturante-dipendente e ipotizzano che questo coefficiente di diffusione &egrave; un contributo significativo al tasso osservato di piegatura.

Estremamente lenta diffusione intramolecolare in spiegata della proteina L.

&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x306E;&#x6298;&#x308A;&#x7573;&#x307F;&#x306E;&#x591A;&#x304F;&#x306E;&#x7406;&#x8AD6;&#x3067;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x30D1;&#x30E9;&#x30E1;&#x30FC;&#x30BF;&#x306F;&#x3001;&#x30A8;&#x30CD;&#x30EB;&#x30AE;&#x30FC;&#x5730;&#x5F62;&#x4E0A;&#x306E;&#x62E1;&#x6563;&#x901F;&#x5EA6;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3002;&#x305D;&#x308C;&#x306F;&#x6298;&#x308B;&#x524D;&#x306B;&#x3001;&#x79C1;&#x305F;&#x3061;&#x306F;&#x3001;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;L&#x306E;&#x5C55;&#x958B;B1&#x30C9;&#x30E1;&#x30A4;&#x30F3;&#x5185;&#x5206;&#x5B50;&#x306E;&#x62E1;&#x6563;&#x901F;&#x5EA6;&#x3092;&#x89B3;&#x5BDF;&#x3057;&#x305F;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x30DF;&#x30AD;&#x30B5;&#x30FC;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x5206;&#x5B50;&#x5185;&#x63A5;&#x89E6;&#x306E;&#x62E1;&#x6563;&#x5F8B;&#x901F;&#x901F;&#x5EA6;&#x306F;6 M GdnHCl&#x306E;&#x901F;&#x5EA6;&#x3088;&#x308A;&#x3082;&#x7D04;20&#x500D;&#x9045;&#x304F;&#x306A;&#x308A;&#x307E;&#x3059;&#x3068;&#x3001;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x6761;&#x4EF6;&#x3067;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x306F;&#x307E;&#x305F;&#x3001;&#x3088;&#x308A;&#x30B3;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x30C8;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x3001;&#x5206;&#x5B50;&#x62E1;&#x6563;&#x4FC2;&#x6570;&#x306F;100&#x304B;&#x3089;500&#x500D;&#x306B;&#x6E1B;&#x5C11;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x62E1;&#x6563;&#x306E;&#x5287;&#x7684;&#x306A;&#x6E1B;&#x901F;&#x306F;&#x3001;&#x30DF;&#x30AD;&#x30B5;&#x30FC;&#x306E;250&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x6DF7;&#x5408;&#x6642;&#x9593;&#x5185;&#x306B;&#x767A;&#x751F;&#x3057;&#x3001;&#x30D5;&#x30A9;&#x30FC;&#x30EB;&#x30C7;&#x30A3;&#x30F3;&#x30B0;&#x306E;&#x9077;&#x79FB;&#x72B6;&#x614B;&#x306B;&#x5230;&#x9054;&#x3059;&#x308B;&#x524D;&#x306B;&#x3001;&#x3053;&#x306E;&#x30EC;&#x30FC;&#x30C8;&#x306E;&#x3055;&#x3089;&#x306A;&#x308B;&#x9032;&#x5316;&#x306F;&#x306A;&#x3044;&#x3088;&#x3046;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3002;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x3001;&#x89B3;&#x6E2C;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x6298;&#x308A;&#x305F;&#x305F;&#x307F;&#x901F;&#x5EA6;&#x304C;&#x5341;&#x5206;&#x306B;&#x5909;&#x6027;&#x5264;&#x306B;&#x4F9D;&#x5B58;&#x3059;&#x308B;&#x62E1;&#x6563;&#x4FC2;&#x6570;&#x3092;&#x6301;&#x3064;&#x30AF;&#x30E9;&#x30DE;&#x30FC;&#x30B9;&#xB7;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x4E88;&#x6E2C;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3068;&#x3001;&#x3053;&#x306E;&#x62E1;&#x6563;&#x4FC2;&#x6570;&#x306F;&#x3001;&#x6298;&#x308A;&#x305F;&#x305F;&#x307F;&#x5F0F;&#x306E;&#x89B3;&#x6E2C;&#x7387;&#x306B;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x8CA2;&#x732E;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3068;&#x63A8;&#x6E2C;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3002;

&#x975E;&#x5E38;&#x306B;&#x30A2;&#x30F3;&#x30D5;&#x30A9;&#x30FC;&#x30EB;&#x30C9;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;L&#x306B;&#x5206;&#x5B50;&#x5185;&#x62E1;&#x6563;&#x3092;&#x9045;&#x304F;&#x3059;&#x308B;

&#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; &#xD3F4;&#xB529;&#xC758; &#xB9CE;&#xC740; &#xC774;&#xB860;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC911;&#xC694; &#xD55C; &#xB9E4;&#xAC1C; &#xBCC0;&#xC218; &#xC5D0;&#xB108;&#xC9C0; &#xD48D;&#xACBD;&#xC744; &#xD655;&#xC0B0;&#xC758; &#xC18D;&#xB3C4;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xD55C; &#xACB0;&#xD569;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xAC00; &#xADF8;&#xAC83;&#xC744; &#xD558;&#xAE30; &#xC804;&#xC5D0; L &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8;&#xC758; &#xD3BC;&#xCE5C;&#xB41C; B1 &#xB3C4;&#xBA54;&#xC778; &#xB0B4; intramolecular &#xBCF4;&#xAE09; &#xC18D;&#xB3C4; &#xAD00;&#xCC30; &#xBBF9;&#xC11C; &#xC8FC;&#xB984;. Intramolecular &#xC811;&#xCD09;&#xC758; &#xBCF4;&#xAE09; &#xC81C;&#xD55C; &#xC18D;&#xB3C4; GdnHCl, M 6&#xC5D0; &#xC18D;&#xB3C4; &#xBCF4;&#xB2E4; &#xC57D; 20 &#xBC30; &#xB290;&#xB9B0; &#xC774;&#xBA70; &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xC870;&#xAC74;&#xC5D0;&#xC11C; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8;&#xC740; &#xB610;&#xD55C; &#xB354; &#xCEF4;&#xD329;&#xD2B8;, &#xB54C;&#xBB38;&#xC5D0; intramolecular &#xD655;&#xC0B0; &#xACC4;&#xC218; &#xAC10;&#xC18C; 100-500 &#xBC88;. &#xADF9;&#xC801;&#xC778; &#xCE68;&#xCCB4; &#xD655;&#xC0B0;&#xC5D0; 250 &#xB9C8;&#xC774;&#xD06C;&#xB85C; &#xBBF9;&#xC11C;&#xC758; &#xC2DC;&#xAC04; &#xD63C;&#xD569; &#xB0B4;&#xC5D0;&#xC11C; &#xBC1C;&#xC0DD; &#xD558; &#xACE0; &#xC811;&#xB294;&#xC758; &#xC804;&#xD658; &#xC0C1;&#xD0DC;&#xC5D0; &#xB3C4;&#xB2EC; &#xD558;&#xAE30; &#xC804;&#xC5D0;&#xC774; &#xC18D;&#xB3C4;&#xC758; &#xB354; &#xC774;&#xC0C1; &#xC9C4;&#xD654; &#xD558;&#xC9C0; &#xAC83;&#xC73C;&#xB85C; &#xB098;&#xD0C0;&#xB0A9;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC; &#xD45C;&#xC2DC; &#xAD00;&#xCC30;&#xB41C; &#xC811;&#xB294; &#xC694;&#xAE08; denaturant &#xC758;&#xC874; &#xD655;&#xC0B0; &#xACC4;&#xC218;&#xB294; Kramers &#xBAA8;&#xB378;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC608;&#xCE21; &#xC798;&#xC774; &#xD655;&#xC0B0; &#xACC4;&#xC218;&#xB294; &#xC811;&#xB294;&#xC758; &#xAD00;&#xCC30; &#xB41C; &#xC18D;&#xB3C4;&#xC5D0; &#xC0C1;&#xB2F9;&#xD55C; &#xAE30;&#xC5EC;&#xB97C; &#xCD94;&#xCE21;.

&#xB9E4;&#xC6B0; &#xB290;&#xB9AC;&#xAC8C; &#xD3BC;&#xCE5C;&#xB41C; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; L. intramolecular &#xBCF4;&#xAE09;

Un par&#xE1;metro esencial en muchas teor&#xED;as de plegamiento de prote&#xED;nas es la velocidad de difusi&#xF3;n sobre el panorama energ&#xE9;tico. Usando un mezclador de microfluidos hemos observado la velocidad de difusi&#xF3;n intramolecular dentro del dominio B1 desplegada de la prote&#xED;na L antes de que se pliega. La tasa de difusi&#xF3;n limitada de contacto intramolecular es aproximadamente 20 veces m&#xE1;s lento que la velocidad a 6 M GdnHCl, y porque en estas condiciones, la prote&#xED;na tambi&#xE9;n es m&#xE1;s compacto, el coeficiente de difusi&#xF3;n disminuye intramolecular 100-500 veces. La desaceleraci&#xF3;n dram&#xE1;tica en la difusi&#xF3;n se produce en el tiempo 250 micros mezcla de la mezcladora, y no parece haber ninguna evoluci&#xF3;n adicional de esta tasa antes de alcanzar el estado de transici&#xF3;n de plegado. Se demuestra que las tasas observadas plegables est&#xE1;n bien predichas por un modelo Kramer con un coeficiente de difusi&#xF3;n dependiente del desnaturalizante y especulan que este coeficiente de difusi&#xF3;n es una contribuci&#xF3;n significativa a la tasa observada de plegado.

Steven A. Waldauer

Department of Physics and Astronomy

Michigan State University

Microfluidic Mixers for Studying Protein Folding

Steven A. Waldauer

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Michigan State University

Microfluidic Mixers for Studying Protein Folding

Department of Physics and Astronomy