Thermophilic Ferritin 24mer Assembly and Nanoparticle Encapsulation Modulated by Interdimer Electrostatic Repulsion

封装(网络) 铁蛋白 纳米颗粒 纳米技术 生物物理学 化学 材料科学 静电学 计算机科学 生物化学 生物 物理化学 计算机网络
作者
Katherine W. Pulsipher,José A. Villegas,Benjamin W. Roose,Tacey L. Hicks,Jennifer H. Yoon,Jeffery G. Saven,Ivan J. Dmochowski
出处
期刊:Biochemistry [American Chemical Society]
卷期号:56 (28): 3596-3606 被引量:32
标识
DOI:10.1021/acs.biochem.7b00296
摘要

Protein cage self-assembly enables encapsulation and sequestration of small molecules, macromolecules, and nanomaterials for many applications in bionanotechnology. Notably, wild-type thermophilic ferritin from Archaeoglobus fulgidus (AfFtn) exists as a stable dimer of four-helix bundle proteins at a low ionic strength, and the protein forms a hollow assembly of 24 protomers at a high ionic strength (∼800 mM NaCl). This assembly process can also be initiated by highly charged gold nanoparticles (AuNPs) in solution, leading to encapsulation. These data suggest that salt solutions or charged AuNPs can shield unfavorable electrostatic interactions at AfFtn dimer–dimer interfaces, but specific "hot-spot" residues controlling assembly have not been identified. To investigate this further, we computationally designed three AfFtn mutants (E65R, D138K, and A127R) that introduce a single positive charge at sites along the dimer–dimer interface. These proteins exhibited different assembly kinetics and thermodynamics, which were ranked in order of increasing 24mer propensity: A127R < wild type < D138K ≪ E65R. E65R assembled into the 24mer across a wide range of ionic strengths (0–800 mM NaCl), and the dissociation temperature for the 24mer was 98 °C. X-ray crystal structure analysis of the E65R mutant identified a more compact, closed-pore cage geometry. A127R and D138K mutants exhibited wild-type ability to encapsulate and stabilize 5 nm AuNPs, whereas E65R did not encapsulate AuNPs at the same high yields. This work illustrates designed protein cages with distinct assembly and encapsulation properties.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
风轻云淡发布了新的文献求助10
1秒前
丁小二发布了新的文献求助30
2秒前
SCI完成签到,获得积分20
2秒前
SYSUer发布了新的文献求助10
3秒前
星期五发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
秧秧发布了新的文献求助10
4秒前
宣兰发布了新的文献求助10
4秒前
景穆发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
骨外6点尹医生完成签到,获得积分10
6秒前
mm完成签到,获得积分20
6秒前
啦啦啦发布了新的文献求助10
6秒前
学术文献互助应助su采纳,获得10
7秒前
能干的向真完成签到,获得积分10
8秒前
Jannatul完成签到,获得积分10
8秒前
哈哈李完成签到,获得积分10
8秒前
Ella发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
sqb完成签到,获得积分10
9秒前
Orange应助111采纳,获得20
10秒前
nPgA2o发布了新的文献求助10
11秒前
Akim应助景穆采纳,获得10
12秒前
爆米花应助FF采纳,获得10
12秒前
唐俊杰发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
qsr完成签到,获得积分10
12秒前
611发布了新的文献求助10
13秒前
我问问完成签到,获得积分20
15秒前
感谢完成签到,获得积分10
17秒前
谦让涵山发布了新的文献求助10
18秒前
南巷酒肆发布了新的文献求助10
18秒前
吸墨完成签到,获得积分10
19秒前
hh发布了新的文献求助10
19秒前
小马甲应助蓝天采纳,获得10
19秒前
涨涨涨张完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
saf完成签到,获得积分10
21秒前
SCI关注了科研通微信公众号
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Wiley Blackwell Companion to Diachronic and Historical Linguistics 3000
The impact of workplace variables on juvenile probation officers’ job satisfaction 1000
When the badge of honor holds no meaning anymore 1000
HANDBOOK OF CHEMISTRY AND PHYSICS 106th edition 1000
ASPEN Adult Nutrition Support Core Curriculum, Fourth Edition 1000
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6281087
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8100168
关于积分的说明 16935682
捐赠科研通 5348655
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2843080
邀请新用户注册赠送积分活动 1820338
关于科研通互助平台的介绍 1677288