The small size and stability of Trp-cage make it an ideal choice for simulation and experimental studies of protein folding. Experimentally, folding kinetics of miniproteins is commonly described by simple two-state transitions. From a theoretical point of view, however, it has been proposed that true two-state protein folding is fundamentally impossible. Trp-cage is the one of miniproteins which is still under dispute about two-state folding mechanism. Even though many groups including Neidigh et al. who designed Trp-cage mentioned that this has two-state folding property, many of them have token the focus with its intermediate or transition state and showed that the salt-bridge of Trp-cage is the essential structure of intermediate or transition state. In this study, the ionic strength effects concerning interaction with salt bridge of Trp-cage on the folding kinetics and equilibrium were studied in various concentration of NaCl. The results of salt effects can be explained by Debye screening effects at low concentration of NaCl and Hofmeister effects at high concentration. The ionic strength effects can affect not only the equilibrium of folding but also the kinetics by influence on rate-determining step which is intermediate state or transition states. These results imply that Trp-cage is not a simple two-state folding protein.
트립토판 케이지의 작은 크기와 뛰어난 안정성으로 인해 단백질 접힘의 이론과 실험 연구가 많이 되고 있다. 작은 단백질의 접힘 동역학은 실험적으로 단순한 두 상태 접힘 전이를 한다고 알려져 있으나, 이론연구자들은 단순한 두 상태 접힘은 근본적으로 불가능하다고 제안하고 있다. 트립토판 케이지 역시 두 상태 접힘 메카니즘의 진위 여부 논란 위에 있는 작은 단백질 중에 하나이다. 트립토판 케이지를 디자인한 Neidigh 그룹을 포함한 많은 과학자들이 트립토판 케이지가 두 상태 단백질 접힘을 한다고 언급했었으나, 많은 그룹이 염다리를 주요 구조로 갖는 중간체나 전이 상태에 관심을 갖고 연구하고 있다. 본 연구에서는 염다리와의 상호작용을 고려한 이온 강도 효과가 접힘 동역학과 평형상태에 미치는 영향에 대해 다양한 염화나트륨의 농도에서 연구되었다. 염 효과의 결과는 낮은 농도에서는 디바이 가림 효과로, 높은 농도에서는 호프마이스터 효과로 설명되어질 수 있다. 본 연구의 실험 결과를 통해 이온 강도 효과가 단백질 접힘의 평형 및 동역학에도 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며, 이는 단백질 동역학의 속도 결정 단계가 트립토판 케이지의 염다리와 밀접한 관련이 있음을 도출해낼 수 있었다. 이 결과들은 트립토판 케이지가 단순한 두 단계 접힘 성질의 단백질이 아니라는 것을 의미한다.
