Интерпретация ЯМР структуры

Для сравнения методов ЯМР и РСА был выбран белок (apo-LFABP -- белок, связывающий жирные кислоты печени из Rattus norvegicus ), структура которого была расшифрована обоими этими методами (PDB-код для ЯМР 2JU3, PDB-код для РСА 1LFO). Для ЯМР структуры представлено 10 моделей, разрешение РСА -- 2,3 Å. Структура белка была расшифрована с помощью метода ЯМР на 10 лет позже РСА. Укладки обеих структур визуально сходны (рис. 1).

Рис. 1. Структура белка apo-LFABP, полученная методом ЯМР (слева) и РСА (справа).

Далее были выбраны три водородные связи в структуре, полученной методом РСА, для сравнения со структурой ЯМР. В качестве остовной связи в ядре белка была выбрана водородная связь β-листа LEU-50 .... ASN-61. В качестве водородной связи в петле на поверхности белка была выбрана THR-73 .... GLU-77. В качестве водородной связи боковых цепей была выбрана TYR-54 .... ARG-122, угол с водородом большой, но меньше 70, так что я решила, что эта связь мне подойдет (рис. 2). На рис. 2 правый не похоже, что угол меньше 70, но это только ракурс такой. Эта связь напрвлена внутрь глобулы и располагается близко к связываемому субстрату: жирной кислоте.

Рис. 2. Выбранные водородные связи в структуре, полученной с помощью РСА.

В таблице 1 представлены данные по выбранным водородным связям в структуре, расшифрованной с помощью ЯМР и сравнение со структурой РСА.

Из преведенного анализа можно сделать вывод, что данные РСА и ЯМР хорошо согласуются по остовным водородным связям, формирующим структурные единицы белка: β-листы и α-спирали. Это можно объяснить тем, что в нативном белке эта связь действительно имеется, а расстояние между соответствующими атомами жестко фиксируется соседними водородными связями. Хуже дела обстоят с водородной связью в петле. В данном случае она одиночная, поэтому не работает фиксация соседними связями, и, если существует в нативном белке, поддерживает правильный изгиб петли, но могла образоваться и от случайного сближения атомов при кристаллографии. Эта петля не просто соединяет цепи β-листа, а еще и является, возможно, частью активного центра, что накладывает на нее некоторые ограничения. Это объясняет достаточно высокий процент структур ЯМР, ее одержащих. Водородная связь между боковыми радикалами в данном случае подчиняется рассуждениям относительно водородной связи в петле, но колебания радикалов выше колебания остовов, поэтому процент несколько ниже. Перед тем, как выбрать эту связь между радикалами, я выбрала другую, где соответствующий процент был равен 0. Это было случайное сближение радикалов при кристаллографии, его нет в нативном белке.