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Merck

A biophysical study on molecular physiology of the uncoupling proteins of the central nervous system.

Bioscience reports (2015-07-17)
Tuan Hoang, Miljan Kuljanin, Matthew D Smith, Masoud Jelokhani-Niaraki
ABSTRACT

Mitochondrial inner membrane uncoupling proteins (UCPs) facilitate transmembrane (TM) proton flux and consequently reduce the membrane potential and ATP production. It has been proposed that the three neuronal human UCPs (UCP2, UCP4 and UCP5) in the central nervous system (CNS) play significant roles in reducing cellular oxidative stress. However, the structure and ion transport mechanism of these proteins remain relatively unexplored. Recently, we reported a novel expression system for obtaining functionally folded UCP1 in bacterial membranes and applied this system to obtain highly pure neuronal UCPs in high yields. In the present study, we report on the structure and function of the three neuronal UCP homologues. Reconstituted neuronal UCPs were dominantly helical in lipid membranes and transported protons in the presence of physiologically-relevant fatty acid (FA) activators. Under similar conditions, all neuronal UCPs also exhibited chloride transport activities that were partially inhibited by FAs. CD, fluorescence and MS measurements and semi-native gel electrophoresis collectively suggest that the reconstituted proteins self-associate in the lipid membranes. Based on SDS titration experiments and other evidence, a general molecular model for the monomeric, dimeric and tetrameric functional forms of UCPs in lipid membranes is proposed. In addition to their shared structural and ion transport features, neuronal UCPs differ in their conformations and proton transport activities (and possibly mechanism) in the presence of different FA activators. The differences in FA-activated UCP-mediated proton transport could serve as an essential factor in understanding and differentiating the physiological roles of UCP homologues in the CNS.

MATERIALI
Numero di prodotto
Marchio
Descrizione del prodotto

Sigma-Aldrich
Imidazolo, ReagentPlus®, 99%
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio cloruro, Molecular Biology, DNase, RNase, and protease, none detected, ≥99% (titration)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Acido cloridrico, 1.0 N, BioReagent, suitable for cell culture
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Imidazolo, ACS reagent, ≥99% (titration)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio cloruro, 5 M in H2O, BioReagent, Molecular Biology
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio cloruro, BioXtra, ≥99.5% (AT)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio cloruro, BioReagent, suitable for cell culture, suitable for insect cell culture, suitable for plant cell culture, ≥99%
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio cloruro, 0.9% in water, BioXtra, suitable for cell culture
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
n-dodecil β-D-maltoside, ≥98% (GC)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Imidazolo, Molecular Biology, ≥99% (titration)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Acido cloridrico, 36.5-38.0%, BioReagent, Molecular Biology
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
SAFC
Sodio cloruro, 5 M
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Supelco
Acido cloridrico, volumetric, 0.1 M HCl (0.1N), endotoxin free
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Imidazolo, BioUltra, ≥99.5% (GC)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Imidazole buffer Solution, BioUltra, 1 M in H2O
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Imidazolo, puriss. p.a., ≥99.5% (GC)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio cloruro, BioUltra, Molecular Biology, ≥99.5% (AT)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio cloruro, BioUltra, Molecular Biology, ~5 M in H2O
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Acido cloridrico, for amino acid analysis, ~6 M in H2O
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Hydrogen chloride, ReagentPlus®, ≥99%
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Cloruro di idrogeno, 3 M in cyclopentyl methyl ether (CPME)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Acido cloridrico, 32 wt. % in H2O, FCC
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
n-dodecil β-D-maltoside, BioXtra, ≥98% (GC)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio cloruro, 0.85%
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
2-Oleoyl-1-palmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine, ≥99.0% (TLC)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Imidazolo, ≥99% (titration), crystalline
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
3-[(3-colamidopropil)dimetilammonio]-1-propansolfonato, 98%
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Imidazolo, anhydrous, free-flowing, Redi-Dri, ACS reagent, ≥99%
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Imidazolo, BioUltra, Molecular Biology, ≥99.5% (GC)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
CHAPS 100 mM solution
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili