Атлас контактов аквапорина Aqy1 Pichia Pastoris (Guillierm. Phaff 1956)

Общий вид и строение белка

Введение

Pichia pastoris является разновидностью метилотрофных дрожжей. Pichia pastoris – общее название системы экспрессии, сейчас разделен на три вида: Komagataella phaffii, K. pastoris и K. pseudopastoris. Pichia широко используется для производства белков с использованием методов рекомбинации. Он используется в исследованиях в области биохимии и молекулярной биологии, а также биотехнологической промышленности. P. pastoris удобен в исследованиях, потому что имеет высокую скорость роста и способен расти на простой недорогой среде. У P. pastoris есть два гена алкоголь-оксидазы, которые позволяют Pichia использовать метанол в качестве источника углерода и энергии. Основным преимуществом Pichia перед E.coli является то, что он способен продуцировать дисульфидные связи в белках и гликозилировать их. Это означает, что в случаях, когда необходимы белки с дисульфидными сшивками, кишечная палочка может продуцировать неправильно свернутый белок, который обычно неактивен или нерастворим. Pichia имеет также два основных преимущества перед S. cerevisiae: во-первых, он, как упоминалось выше, является метилотрофом, что означает, что он может расти с простым спиртовым метанолом в качестве единственного источника энергии - его можно легко выращивать в клеточной суспензии в достаточно сильных растворах метанола которые убивают большинство других микроорганизмов, во-вторых, он может расти до очень высокой плотности клеток и в идеальных условиях может размножаться до такой степени, что клеточная суспензия практически представляет собой пасту. По сравнению с другими системами экспрессии, такими как S2-клетки от D. melanogaster или клетки яичника китайского хомячка, Pichia обычно дает гораздо лучший выход. Клеточные линии от многоклеточных организмов обычно требуют сложных богатых сред, включая аминокислоты, витамины и факторы роста. Эти среды значительно увеличивают стоимость производства рекомбинантных белков. Кроме того, поскольку Pichia может расти в средах, содержащих только один источник углерода и один источник азота, она подходит для применений изотопной маркировки, например для дальнейшего ЯМР белка. Еще одним преимуществом P. pastoris является его сходство с хорошо изученным Saccharomyces cerevisiae. Геном P. pastoris GS115 был секвенирован Институтом биотехнологии Фландрии и Гентским университетом и опубликован в журнале Nature Biotechnology.

Аквапорины — интегральные мембранные белки, формирующие поры в мембранах клеток. Семейство аквапоринов входит в более крупное семейство основных внутренних белков (англ. major intrinsic proteins, MIP). За открытие аквапоринов Питер Агре получил в 2003 году Нобелевскую премию по химии. Аквапорины, или "водные каналы", избирательно пропускают молекулы воды, позволяя ей поступать в клетку и покидать её, в то же время препятствуя протоку ионов и других растворимых веществ. Аквапорины совершенно непроницаемы для заряженных частиц, и это их свойство позволяет сохранять электрохимический мембранный потенциал. Аквапорины содержатся в мембранах множества клеток человека, выполняют незаменимую роль в системе водного транспорта растений, а также присутствуют у бактерий, и других организмов.

Аквапорин Aqy1 (AQuaporin from Yeast) необходим для облегчения транспортировки воды через мембрану. Участвует в споруляции (процессе образования спор)^[2], морозоустойчивости и осморегуляции. Не работает в большинстве лабораторных штаммов. Локализуется на внешней клеточной мембране и на мембране эндоплазматического ретикулума. ^[5] Аквапорины содержат два тандемных повтора, каждый из которых содержит три мембранных домена и порообразующую петлю с характерным мотивом Asn-Pro-Ala (NPA). ^[1] Экспрессия регулируется двумя белками солевого стресса и двумя белками ответа на повышенную температуру. ^[3] Рассматриваемая модель находится в открытой конформации. Формирует тетрамер.^[4]

На картинке ниже представлены размеры каналов в зависимости от того, в закрытой аквапорин конформации, или нет