Molten Globule

Das molten Globule wurde erstmals 1983 für Cytochrom c von M. Ohgushi und A. Wada beschrieben.^[1] Bei hohen Konzentrationen an Salzen oder niedrigem pH-Wert (pH 2) nimmt Cytochrom c eine Form mit weniger dicht gepacktem Zentrum als die native Form. Dadurch können kleine Moleküle in das Innere dieser Proteine diffundieren.^[2] Die molten Globule-Form kann teilweise auch durch milde Denaturierung erreicht werden. Der Übergang der Formen in einander verläuft bei diesen Proteinen von Nativ ↔ molten Globule ↔ Denaturiert, wobei eine Kooperativität der Formen bei der Umwandlung vermutet wurde. Beim Übergang von der nativen zur molten Globule-Form treten vor allem Änderungen der Tertiärstruktur der Proteine auf.^[3] Daher wurde die molten Globule-Form auch als dritte Phase von manchen Proteinen bezeichnet.^[4]

Beim Proteindesign wird versucht, eine molten Globule- oder eine denaturierte Form des Proteins zu vermeiden.

Beispiele für Proteine mit molten Globule-Form sind Cytochrom c,^[5] Apomyoglobin,^[6] Flavodoxin-artige Proteine,^[7] α-Lactalbumin,^[8] das P2-Protein von Plasmodium falciparum^[9] und CylR2.^[10] Manche intrinsisch unstrukturierten Proteine besitzen eine molten Globule-Form.^[11]

1. ↑ M. Ohgushi, A. Wada: ’Molten-globule state‘: a compact form of globular proteins with mobile side-chains. In: FEBS letters. Band 164, Nummer 1, November 1983, S. 21–24, PMID 6317443.
2. ↑ R. L. Baldwin, G. D. Rose: Molten globules, entropy-driven conformational change and protein folding. In: Current opinion in structural biology. Band 23, Nummer 1, Februar 2013, S. 4–10, doi:10.1016/j.sbi.2012.11.004, PMID 23237704.
3. ↑ Y. Kuroda, S. Kidokoro, A. Wada: Thermodynamic characterization of cytochrome c at low pH. Observation of the molten globule state and of the cold denaturation process. In: Journal of molecular biology. Band 223, Nummer 4, Februar 1992, S. 1139–1153, PMID 1311387.
4. ↑ V. S. Pande, D. S. Rokhsar: Is the molten globule a third phase of proteins? In: Proceedings of the National Academy of Sciences. Band 95, Nummer 4, Februar 1998, S. 1490–1494, PMID 9465042, PMC 19058 (freier Volltext).
5. ↑ M. K. Khan, H. Rahaman, F. Ahmad: Conformation and thermodynamic stability of pre-molten and molten globule states of mammalian cytochromes-c. In: Metallomics : integrated biometal science. Band 3, Nummer 4, April 2011, S. 327–338, doi:10.1039/c0mt00078g, PMID 21431228.
6. ↑ P. J. Elms, J. D. Chodera, C. Bustamante, S. Marqusee: The molten globule state is unusually deformable under mechanical force. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. Band 109, Nummer 10, März 2012, S. 3796–3801, doi:10.1073/pnas.1115519109, PMID 22355138, PMC 3309780 (freier Volltext).
7. ↑ J. A. Houwman, C. P. van Mierlo: Folding of proteins with a flavodoxin-like architecture. In: The FEBS journal. Band 284, Nummer 19, Oktober 2017, S. 3145–3167, doi:10.1111/febs.14077, PMID 28380286.
8. ↑ E. A. Permyakov, S. E. Permyakov, L. Breydo, E. M. Redwan, H. A. Almehdar, V. N. Uversky: Disorder in Milk Proteins: α -Lactalbumin. Part A. Structural Properties and Conformational Behavior. In: Current protein & peptide science. Band 17, Nummer 4, 2016, S. 352–367, PMID 26956441.
9. ↑ P. Mishra, S. Choudhary, S. Mukherjee, D. Sengupta, S. Sharma, R. V. Hosur: Molten globule nature ofP2 homo-tetramer. In: Biochemistry and biophysics reports. Band 1, Mai 2015, S. 97–107, doi:10.1016/j.bbrep.2015.03.010, PMID 29124138, PMC 5668626 (freier Volltext).
10. ↑ M. Jaremko, Ł. Jaremko, H. Y. Kim, M. K. Cho, C. D. Schwieters, K. Giller, S. Becker, M. Zweckste: Cold denaturation of a protein dimer monitored at atomic resolution. In: Nature chemical biology. Band 9, Nummer 4, April 2013, S. 264–270, doi:10.1038/nchembio.1181, PMID 23396077, PMC 5521822 (freier Volltext).
11. ↑ V. N. Uversky: Biophysical Methods to Investigate Intrinsically Disordered Proteins: Avoiding an "Elephant and Blind Men" Situation. In: Advances in Experimental Medicine and Biology. Band 870, 2015, S. 215–260, doi:10.1007/978-3-319-20164-1_7, PMID 26387104.