Building a sophisticated protein nano-assembly requires a method for linking protein components in a predictable and stable structure. Most of the cross linkers available have flexible spacers. Because of this, the linked hybrids have significant structural flexibility and the relative structure between their two components is largely unpredictable. Here we describe a method of connecting two proteins via a ‘fusion α helix’ formed by joining two pre-existing helices into a single extended helix. Because simple ligation of two helices does not guarantee the formation of a continuous helix, we used EY-CBS, a synthetic cross linker that has been shown to react selectively with cysteines in α-helices, to stabilize the connecting helix. Formation and stabilization of the fusion helix was confirmed by determining the crystal structures of the fusion proteins with and without bound EY-CBS. Our method should be widely applicable for linking protein building blocks to generate predictable structures.
단백질 요소들을 예측 가능한 안정한 구조로 연결하는 것은 거대 단백질 복합체를 만드는데 필수적이다. 대부분의 화학적 링커들은 단단하지 않은 구조를 하고 있다. 이를 통해 연결된 하이브리드 단백질은 구조적으로 유동적이고 그 구성 요소간의 상대적인 구조를 예측하기 어렵다. 본 연구에서는 두 개의 단백질 내에 존재하는 알파헬릭스를 서로 연결하여 하나의 확장된 알파헬릭스를 만드는 새로운 방법을 제안하였다. 일반적으로 단순한 유전자 클로닝 기법으로는 융합 알파헬릭스를 만들 수 없기 때문에, 알파헬릭스에 있는 Cysteine과 선택적으로 반응하여 안정화 시켜주는 합성 화학물질 EY-CBS를 이용하였다. EY-CBS를 통해 연결된 융합 단백질의 구조를 확인함으로써 융합 헬릭스의 형성을 확인할 수 있었다. 이 방법은 단백질을 예측 가능한 구조로 연결하는 데에 광범위하게 응용 가능할 것으로 기대된다.
