Structure of Cry1Aa1 crystal protei

Structure of Cry1Aa1 crystal protein fromB. thuringiensis var.
kurstaki HD-1 has been solved by X-ray crystallography. The
toxin is made of three distinct domains. The N-terminal
domain is a bundle of eight alpha-helices. It has a central,
relatively hydrophobic helix surrounded by amphipathic he-lices. Domain II comprises of three antiparallel b sheets,
which are folded into loops and domain III is made of ab
sandwich of two antiparallelbstrands. Comparison with the
structure of Cry3A shows that although the fold of these two
proteins is similar, there are significant structural differences
within domain II. This finding supports the conclusions from
genetic studies that domain II is involved in recognition and
binding to cell surface receptors. The distribution of the
electrostatic potential on the surface of the molecule is non-uniform and identifies one side of the alpha-helical domain
as negatively charged. The predominance of arginine residues
as basic residues ensures that the observed positive charge
distribution is also maintained in the highly alkaline envi-ronment found in the lepidopteran midgut.
8
The studies on
Cry1Ac toxin revealed that residue 544 of domain III plays an
important role in maintaining structural stability. Substitu-tion of a polar group at this position is unfavorable to its
stability.
9
3. Engineered and synthetic Cry1 toxins
Many Cry1 mutant toxins were developed which resulted in
low or no toxicity on tested insects by protein engineering
techniques such as (a) single or multiple amino acid changes
in variable and conserved regions through site directed
mutagenesis10,11
(b) restriction fragment exchange between
closely relatedcrytoxin genes or with other bacterial toxin
genes and
12
(c) exchange of domains between toxin genes
through PCR mediated cloning or in vivo recombination in
recAþ(recombinant proficient) Eschericha coliStrains.
13
This
has helped to define better the functions of these crystal
protein helices in membrane binding, membrane insertion
and toxicity. Various mutations in domain I, II and III of the
crystal toxins and their effect on the toxicities toward the
target insects and trypsin stabilities have been presented in
Table 2.
A wild-typecrygene has a low GþC content, many po-tential polyadenylation sites (18), and numerous ATTTA se-quences. It is expressed poorly in plants as a full length or as a
truncated gene. A synthetic type cry gene was designed by
mutagenesis with plant preferred codons, low AþT per-centage and increased GþC concentration. This synthetic
gene got expressed 500 times more than wild type in Trans-genic tobacco and showed complete protection toward beetla.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

โครงสร้างของ fromB โปรตีนคริสตัล Cry1Aa1 thuringiensis เพียงkurstaki HD-1 มีการแก้ไขได้ ด้วยการเอกซเรย์ผลิกศาสตร์ ที่ทำพิษของโดเมนที่แตกต่างกันสาม N-เทอร์มินัลโดเมนคือ กลุ่มของอัลฟ่า-helices แปด มีศูนย์กลางเกลียว hydrophobic ค่อนข้างล้อมรอบ ด้วยเขา-lices amphipathic โดเมนที่สองประกอบด้วยสามแผ่น antiparallel bซึ่งจะพับเป็นลูปและโดเมน III ทำของ abแซนวิช 2 antiparallelbstrands เปรียบเทียบกับการโครงสร้างของ Cry3A แสดงให้เห็นว่าแม้ว่าพับสองเหล่านี้โปรตีนเป็นคล้ายกัน มีโครงสร้างแตกต่างกันภายในโดเมนที่สอง ค้นหานี้สนับสนุนข้อสรุปจากโดเมนที่สองมีส่วนร่วมในการศึกษาพันธุกรรม และผูกกับ receptors ที่ผิวเซลล์ การกระจายของการศักยภาพไฟฟ้าสถิตบนผิวของโมเลกุลจะไม่สม่ำเสมอ และระบุด้านหนึ่งของโดเมนอัลฟา helicalคิดเป็นลบ เด่นของอาร์จินีนตกเป็นพื้นฐานตกใจที่สังเกตบวกค่าธรรมเนียมยังมีรักษาแจกจ่ายในด่างสูงสามารถ-ronment พบใน lepidopteran midgut8ในการศึกษาCry1Ac พิษที่ตกค้าง 544 ของเล่น III ของโดเมนที่เปิดเผยตัวบทบาทสำคัญในการรักษาเสถียรภาพของโครงสร้าง Substitu สเตรชันของกลุ่มขั้วโลกที่ตำแหน่งนี้จะเสียเปรียบเพื่อเป็นความมั่นคง93. ออกแบบ และสังเคราะห์สารพิษ Cry1สารพิษกลายพันธุ์ Cry1 จำนวนมากได้รับการพัฒนาซึ่งส่งผลให้ต่ำหรือไม่มีความเป็นพิษในแมลงทดสอบโดยวิศวกรรมโปรตีนเทคนิคเช่นเดียว (a) หรือเปลี่ยนกรดอะมิโนหลายตัวแปรและภูมิภาคนำผ่านเว็บไซต์โดยตรงmutagenesis10, 11(ข) ข้อจำกัดส่วนอัตราแลกเปลี่ยนระหว่างอย่างใกล้ชิด relatedcrytoxin ยีน หรือสารพิษจากแบคทีเรียอื่น ๆยีน และ12(ค) การแลกเปลี่ยนโดเมนระหว่างยีนสารพิษผ่าน PCR mediated recombination โคลน หรือในสัตว์ทดลองในcoliStrains Eschericha recAþ (recombinant แตกฉาน)13นี้มีส่วนช่วยในการกำหนดฟังก์ชันของคริสตัลเหล่านี้ดีกว่าhelices โปรตีนในเมมเบรนรวม แทรกเมมเบรนและความเป็นพิษ กลายพันธุ์ต่าง ๆ ในโดเมน I, II และ III ของผลึกสารพิษและ toxicities ต่อผลของการแมลงเป้าหมายและหงิม ๆ ทริปซินได้ถูกนำเสนอในตารางที่ 2ป่า-typecrygene มีเนื้อหา GþC ต่ำ polyadenylation ปอ tential หลายไซต์ (18), และจำนวนมาก ATTTA se-quences มันจะแสดงไม่ดีในพืช เป็นแบบยาว หรือแบบตัดยีน ยีนร้องสังเคราะห์ชนิดถูกออกแบบโดยmutagenesis codons พืชที่ต้องการ ต่ำ AþT ละ-centage และ GþC เข้มข้นที่เพิ่มขึ้น สังเคราะห์นี้ยีนมีแสดงชนิดป่าในยาสูบทรานส์ genic มากกว่า 500 ครั้ง และแสดงให้เห็นว่าการป้องกันที่สมบูรณ์ไปยัง beetla

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

โครงสร้างของโปรตีน fromB คริสตัล Cry1Aa1 thuringiensis var
kurstaki HD-1 ได้รับการแก้ไขโดยการ X-ray ผลึก
สารพิษที่ทำจากสามโดเมนที่แตกต่าง n- ขั้ว
โดเมนเป็นมัดแปดอัลฟาเอนริเก้- มันได้กลาง
ใบหูค่อนข้างชอบน้ำล้อมรอบด้วย amphipathic เขา-Lices โดเมนที่สองประกอบด้วยสามแผ่นข antiparallel,
ที่พับเป็นลูปและการจัดการโดเมน III ทำจาก AB
แซนวิชสอง antiparallelbstrands เปรียบเทียบกับ
โครงสร้างของ Cry3A แสดงให้เห็นว่าถึงแม้จะพับของทั้งสอง
โปรตีนที่มีลักษณะคล้ายกันมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญของโครงสร้าง
ภายในโดเมนที่สอง การค้นพบนี้สนับสนุนข้อสรุปจาก
การศึกษาทางพันธุกรรมที่โดเมนที่สองมีส่วนร่วมในการรับรู้และ
ผูกพันกับตัวรับบนผิวเซลล์ การกระจายตัวของ
ที่มีศักยภาพไฟฟ้าสถิตบนพื้นผิวของโมเลกุลที่มีความไม่สม่ำเสมอและระบุด้านหนึ่งของโดเมนอัลฟาขดลวด
คิดเป็นลบ ความเด่นของอาร์จินีตกค้าง
เช่นสารตกค้างขั้นพื้นฐานเพื่อให้แน่ใจว่าประจุบวกที่สังเกต
การกระจายจะยังคงยังอยู่ในอัลคาไลน์สูง Envi-แวดล้อมที่พบในกระเพาะ Lepidopteran
8
การศึกษาใน
Cry1Ac สารพิษพบว่าสารตกค้าง 544 โดเมน III เล่น
บทบาทสำคัญในการรักษา เสถียรภาพของโครงสร้าง substitu-การของกลุ่มขั้วที่ตำแหน่งนี้ไม่เอื้อให้มี
ความมั่นคง
9
3 วิศวกรรมและสารพิษ cry1 สังเคราะห์
หลาย cry1 สารพิษกลายพันธุ์ที่ถูกพัฒนาขึ้นซึ่งส่งผลให้
ต่ำหรือไม่มีความเป็นพิษของแมลงทดสอบโดยวิศวกรรมโปรตีน
เทคนิคเช่น (ก) การเปลี่ยนแปลงของกรดอะมิโนเดียวหรือหลาย
ในภูมิภาคตัวแปรและอนุรักษ์ผ่านทางเว็บไซต์กำกับ
mutagenesis10,11
(ข) ส่วนข้อ จำกัด การแลกเปลี่ยนระหว่าง
ยีนอย่างใกล้ชิด relatedcrytoxin หรือกับคนอื่น ๆ สารพิษของแบคทีเรีย
ยีนและ
12
(ค) การแลกเปลี่ยนของโดเมนระหว่างยีนสารพิษ
ผ่าน PCR โคลนหรือสื่อกลางในการรวมตัวกันอีกในร่างกาย
recAþ (recombinant Proficient) Eschericha coliStrains
13
นี้
ได้มีส่วนช่วยในการกำหนดฟังก์ชั่นที่ดีกว่า เหล่านี้ผลึก
โปรตีนเอนริเก้ในเมมเบรนมีผลผูกพัน, เมมเบรนแทรก
และความเป็นพิษ การกลายพันธุ์ต่าง ๆ ในโดเมน I, II และ III ของ
สารพิษคริสตัลและผลกระทบของพวกเขาในความเป็นพิษต่อ
แมลงเป้าหมายและเสถียร trypsin ได้รับการนำเสนอใน
ตารางที่ 2
ป่า typecrygene มีเนื้อหาGþCต่ำเว็บไซต์ polyadenylation PO-tential หลาย ( 18) และหลาย ATTTA SE-quences โดยจะแสดงไม่ดีในพืชที่มีความยาวเต็มรูปแบบหรือเป็น
ยีนที่ถูกตัดทอน ยีนชนิดร้องไห้สังเคราะห์ได้รับการออกแบบโดย
ฉับกับโรงงานที่ต้องการ codons, AþTเข้มข้นต่ำต่อ Centage และเพิ่มGþC นี้สังเคราะห์
ยีนได้แสดง 500 ครั้งกว่าชนิดป่าในยาสูบทรานส์ Genic และแสดงให้เห็นการป้องกันที่สมบูรณ์ต่อ beetla

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

โครงสร้างของโปรตีน cry1aa1 คริสตัล fromb . thuringiensis var .
kurstaki HD-1 ได้รับการแก้ไขโดยรังสีเอกซ์ .
สารพิษที่เกิดจากสามโดเมนที่แตกต่างกัน โดเมนถูก
เป็นมัดของแปด helices อัลฟ่า มีกลาง
เกลียวค่อนข้าง hydrophobic ล้อมรอบด้วยแอมฟิพาติกเขาลิซ . โดเมนที่ 2 ประกอบด้วย 3 ทิศทางตรงกันข้าม
b แผ่นซึ่งจะถูกพับเก็บลงในลูปและโดเมน 3 ทำแซนวิช AB
2 antiparallelbstrands . เปรียบเทียบกับโครงสร้างของ cry3a แสดงให้เห็นว่าแม้ว่า

พับของทั้งสองโปรตีนใกล้เคียงกัน มีความแตกต่างที่สำคัญโครงสร้าง
ภายในโดเมน 2 การค้นพบนี้สนับสนุนข้อสรุปจากการศึกษาทางพันธุกรรมที่โดเมน 2
มีส่วนร่วมในการรับรู้และ
ผูกตัวรับของเซลล์ผิว .การกระจายของ
ศักยภาพบนพื้นผิวของโมเลกุลที่เป็นไม่สม่ำเสมอและระบุด้านหนึ่งของอัลฟ่า 10 โดเมน
เป็นประจุลบ . ความเด่นของอาร์จินีนตกค้าง
ที่ตกค้างเบื้องต้นยืนยันว่า พบบวกค่าใช้จ่าย
กระจายยังเก็บรักษาไว้ในสิ่งแวดล้อมตลอดจนด่างสูงที่พบใน lepidopteran ประสิทธิภาพและเหมาะสม .
8

ศึกษาcry1ac สารพิษพบว่ากากแล้วโดเมน 3 เล่นเป็นบทบาทสำคัญในการรักษาเสถียรภาพของโครงสร้าง substitu tion ของกลุ่มขั้วที่ตำแหน่งนี้จะเสียเปรียบ เพื่อความมั่นคงของ
.
9
3 วิศวกรรมและสารพิษ
cry1 สังเคราะห์มากมาย cry1 กลายพันธุ์ สารพิษที่ถูกพัฒนาซึ่งส่งผลให้เกิด
ต่ำหรือพิษในการทดสอบแมลง
วิศวกรรมโปรตีนไม่เทคนิคเช่น ( ) เดียวหรือหลายตัวแปรการเปลี่ยนแปลงกรดอะมิโนและกรด
ในบริเวณอนุรักษ์ผ่านเว็บไซต์โดยตรง mutagenesis10,11

( b ) ข้อ จำกัด ส่วนตราระหว่าง
อย่างใกล้ชิด relatedcrytoxin ยีน หรือยีนอื่น ๆแบคทีเรียและสารพิษ

6
( C ) ตราของโดเมนระหว่างยีน PCR สารพิษ
ผ่าน ( หรือโดยการโคลนนิ่ง ใน
รีก้าþ ( recombinant ชาญ ) eschericha colistrains .
13

ช่วยนิยามนี้ดีกว่าการทำงานของโปรตีนในเยื่อเหล่านี้ผลึก
helices ผูกพัน
แทรกเมมเบรนและความเป็นพิษ ต่าง ๆในการสร้าง 1 , 2 และ 3 ของ
ผลึกสารพิษและผลกระทบที่มีต่อความเป็นพิษต่อแมลง
เป้าหมายได้ถูกนำเสนอในรูปของตะกอนโต๊ะ

2เป็น typecrygene ป่าได้ต่ำþ G C เนื้อหาหลายโป tential เพิ่มเว็บไซต์ ( 18 ) , และ หลาย attta เซ quences . จะได้มีในพืชเป็นความยาวเต็มหรือเป็น
ตัดยีน สังเคราะห์ประเภทร้องไห้ยีนถูกออกแบบโดย
ฉับกับซิสต้องการพืชระดับþ T ต่อ centage G þ C และเพิ่มความเข้มข้น
สังเคราะห์นี้จีนได้แสดงออกมากกว่าป่าชนิดทรานส์ ทำให้เป็นยาสูบ 500 ครั้ง และมีการป้องกันที่สมบูรณ์ต่อ beetla .