Jung, Sunghoon;Bae, Se-Eun;Ahn, Insung;Son, Hyeon S.
Genomics & Informatics
/
제11권3호
/
pp.155-160
/
2013
Structural information has been a major concern for biological and pharmaceutical studies for its intimate relationship to the function of a protein. Three-dimensional representation of the positions of protein atoms is utilized among many structural information repositories that have been published. The reliability of the torsional system, which represents the native processes of structural change in the structural analysis, was partially proven with previous structural alignment studies. Here, a web server providing structural information and analysis based on the backbone torsional representation of a protein structure is newly introduced. The web server offers functions of secondary structure database search, secondary structure calculation, and pair-wise protein structure comparison, based on a backbone torsion angle representation system. Application of the implementation in pair-wise structural alignment showed highly accurate results. The information derived from this web server might be further utilized in the field of ab initio protein structure modeling or protein homology-related analyses.
The discovery of biochemical and cellular functions of unannotated gene products begins with a database search of proteins with structure/sequence homologues based on known genes. Very recently, a number of frontier groups in structural biology proposed a new paradigm to predict biological functions of an unknown protein on the basis of its three-dimensional structure on a genomic scale. Structural proteomics (genomics), a research area for structure-based functional discovery, aims to complete the protein-folding universe of all gene products in a cell. It would lead us to a complete understanding of a living organism from protein structure. Two major complementary experimental techniques, X-ray crystallography and NMR spectroscopy, combined with recently developed high throughput methods have played a central role in structural proteomics research; however, an integration of these methodologies together with comparative modeling and electron microscopy would speed up the goal for completing a full dictionary of protein folding space in the near future.
The latest measure of the relative evolutionary age of protein structure families was applied (based on taxonomic diversity) using the protein structural interactome map (PSIMAP). It confirms that, in general, protein domains, which are hubs in this interaction network, are older than protein domains with fewer interaction partners. We apply a hypothesis of 'biological network evolution' to explain the positive correlation between interaction and age. It agrees to the previous suggestions that proteins have acquired an increasing number of interaction partners over time via the stepwise addition of new interactions. This hypothesis is shown to be consistent with the scale-free interaction network topologies proposed by other groups. Closely co-evolved structural interaction and the dynamics of network evolution are used to explain the highly conserved core of protein interaction pathways, which exist across all divisions of life.
G protein-coupled receptors (GPCRs) are membrane receptors; approximately 40% of drugs on the market target GPCRs. A precise understanding of the activation mechanism of GPCRs would facilitate the development of more effective and less toxic drugs. Heterotrimeric G proteins are important molecular switches in GPCR-mediated signal transduction. An agonist-activated receptor interacts with specific sites on G proteins and promotes the release of GDP from the $G{\alpha}$ subunit. Because of the important biological role of the GPCR-G protein coupling, conformational changes in the G protein upon receptor coupling have been of great interest. One of the most important questions was the interface between the GPCR and G proteins and the structural mechanism of GPCR-induced G protein activation. A number of biochemical and biophysical studies have been performed since the late 80s to address these questions; there was a significant breakthrough in 2011 when the crystal structure of a GPCR-G protein complex was solved. This review discusses the structural aspects of GPCR-G protein coupling by comparing the results of previous biochemical and biophysical studies to the GPCR-G protein crystal structure.
This study tested the feasibility of observing H/D exchange of intact protein by top-down electron capture dissociation (ECD) mass spectrometry for the investigation of protein structure. Ubiquitin is selected as a model system. Local structural information was obtained from the deuteration levels of c and $z^{\cdot}$ ions generated from ECD. Our results showed that ${\alpha}$-helix region has the lowest deuteration level and the C-terminal fraction containing a highly mobile tail has the highest deuteration level, which correlates well with previous X-Ray and HDX/NMR analyses. We studied site-specific H/D exchange kinetics by monitoring H/D exchange rate of several structural motives of ubiquitin. Two hydrogen bonded ${\beta}$-strands showed similar HDX rates. However, the outer ${\beta}$-strand always has higher deuteration level than the inner ${\beta}$-strand. The HDX rate of the turn structure (residues 8-11) is lower than that of ${\beta}$-strands (residues 1-7 and residues 12-17) it connects. Although isotopic distribution gets broader after H/D exchange which results in a limited number of backbone cleavage sites detected, our results demonstrate that this method can provide valuable detailed structural information of proteins. This approach should also be suitable for the structural investigation of other unknown proteins, protein conformational changes, as well as protein-protein interactions and dynamics.
Human sterol ${\Delta}8-{\Delta}7$ isomerase, commonly known as emopamil binding protein (EBP), is an essential protein in the cholesterol-synthetic pathway, and mutations of this protein are critically associated with human diseases such as Conradi-Hunermann-Happle or male EBP disorder with neurological defects syndrome. Due to such a clinical importance, EBP has been intensively investigated and some important features have been reported. EBP is a tetra-spanning membrane protein, of which $2^{nd}$, $3^{rd}$, and $4^{th}$ membrane-spanning ${\alpha}$ helices play an important role in its enzymatic function. However, detailed structural feature at atomic resolution has not yet been elucidated, due to characteristic difficulties in dealing with membrane protein. Here, we over-expressed EBP using Escherichia coli and performed detergent screening to find suitable membrane mimetics for structural studies of the protein by NMR. As results, DPC and LMPG could be evaluated as the most favorable detergents to acquire promising NMR spectra for structural study of EBP.
Park, Seong-Jin;Oh, Sang-Ho;Park, Dae-Ui;Bhak, Jong
Genomics & Informatics
/
제6권3호
/
pp.142-146
/
2008
In order to understand the protein functions that are related to disease, it is important to detect the correlation between amino acid mutations and disease. Many mutation studies about disease-related proteins have been carried out through molecular biology techniques, such as vector design, protein engineering, and protein crystallization. However, experimental protein mutation studies are time-consuming, be it in vivo or in vitro. We therefore performed a bioinformatic analysis of known disease-related mutations and their protein structure changes in order to analyze the correlation between mutation and disease. For this study, we selected 111 diseases that were related to 175 proteins from the PDB database and 710 mutations that were found in the protein structures. The mutations were acquired from the Human Gene Mutation Database (HGMD). We selected point mutations, excluding only insertions or deletions, for detecting structural changes. To detect a structural change by mutation, we analyzed not only the structural properties (distance of pocket and mutation, pocket size, surface size, and stability), but also the physico-chemical properties (weight, instability, isoelectric point (IEP), and GRAVY score) for the 710 mutations. We detected that the distance between the pocket and disease-related mutation lay within $20\;{\AA}$ (98.5%, 700 proteins). We found that there was no significant correlation between structural stability and disease-causing mutations or between hydrophobicity changes and critical mutations. For large-scale mutational analysis of disease-causing mutations, our bioinformatics approach, using 710 structural mutations, called "Structural Mutatomics," can help researchers to detect disease-specific mutations and to understand the biological functions of disease-related proteins.
Wilson, Randall C.;Hughes, Ronny C.;Curto, Ernest V.;Ng, Joseph D.;Twigg, Pamela D.
Molecules and Cells
/
제24권3호
/
pp.437-440
/
2007
$OGL-20P^T$-358 is a novel 66 amino acid residue protein from the hyperthermophile Thermococcus thioreducens sp. nov., strain $OGL-20P^T$, which was collected from the wall of the hydrothermal black smoker in the Rainbow Vent along the mid-Atlantic ridge. This protein, which has no detectable sequence homology with proteins or domains of known function, has a calculated pI of 4.76 and a molecular mass of 8.2 kDa. We report here the backbone $^1H$, $^{15}N$, and $^{13}C$ resonance assignments of $OGL-20P^T$-358. Assignments are 97.5% (316/324) complete. Chemical shift index was used to determine the secondary structure of the protein, which appears to consist of primarily ${\alpha}$-helical regions. This work is the foundation for future studies to determine the three-dimensional solution structure of the protein.
Iron-sulfur (Fe-S) clusters are one of the most ancient yet essential cofactors mediating various essential biological processes. In prokaryotes, Fe-S clusters are generated via several distinctive biogenesis mechanisms, among which the ISC (Iron-Sulfur Cluster) mechanism plays a house-keeping role to satisfy cellular needs for Fe-S clusters. The Escherichia coli ISC mechanism is maintained by several essential protein factors, whose structural characterization has been of great interest to reveal mechanistic details of the Fe-S cluster biogenesis mechanisms. In particular, nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopic approaches have contributed much to elucidate dynamic features not only in the structural states of the protein components but also in the interaction between them. The present minireview discusses recent advances in elucidating structural features of IscU, the key player in the E. coli ISC mechanism. IscU accommodates exceptional structural flexibility for its versatile activities, for which NMR spectroscopy was particularly successful. We expect that understanding to the structural diversity of IscU provides critical insight to appreciate functional versatility of the Fe-S cluster biogenesis mechanism.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.