ЯМР

ВЫБОР СТРУКТУРЫ

Была выбрана структура рекомбинатного человеческого белка, связывающего жирные кислоты с идентификатором 1JJJ (получена с помощью ЯМР) и 1B56 (получена с помощью РСА). Разрешение для РСА-структуры неплохое - 2.05Å. Число моделей для ЯМР-структуры - 20.

Рис.1. Структура 1JJJ, полученная с помощью ЯМР. Фиолетовым показаны β-листы, бирюзовым-α-спирали, розовым - петли.

Рис.2. Структура 1B56, полученная с помощью РСА. Фиолетовым показаны β-листы, бирюзовым-α-спирали, розовым - петли.

Рис.3. Наложение структур 1B56 и 1JJJ.
Бирюзовым цветом показаны модели структуры 1JJJ,
розовым - структура 1B56

АНАЛИЗ ВОДОРОДНЫХ СВЯЗЕЙ
1. Поиск водородных связей в ядре белка (в β-листах или α-спиралях)

Рассмотрим α-спираль. Известно, что в правой 4₁₃ α-спирали соединяется водородной связью каждый четвертый остаток (1->4,2->5...) Рассмотрим 2 таких остатка - Met35 и Ala31. На рис. 4 и 5 изображены водородные связи между ними, а именно N(H) пептидной группы Met и O пептидной группы Ala. Можно заметить, что для структуры, полученной ЯМР, эта водородная связь присутствует не во всех моделях (таблица 1).

Рис.4. Водородные связи в α-спирали (структура 1JJJ)

Рис.5. Водородная связь в α-спирали (структура 1B56)

2. Взаимодействие между двумя тяжами в β-листе

Для анализа рассмотрим остатки Glu119 и Thr108 в антипараллельных тяжах. Взаимодействующие атомы: N(Glu) и O(Thr). На рис.6, 7 изображены водородные связи между этими атомами. Опять-таки для структуры, полученной ЯМР, эта водородная связь присутствует не во всех моделях (таблица 1).

Рис.6. Водородные связи в β-листе(структура 1JJJ)

Рис.7. Водородная связь в β-листе(структура 1B56)

3.. Поиск водородных связей в петлях

Рассмотрим взаимодействия остатков Thr77 и Arg81 в петле. Взаимодействующие атомы: N(Thr), O(Arg). Водородные связи показаны на рис. 8 и 9. Для структуры, полученной ЯМР, эта водородная связь присутствует не во всех моделях (таблица 1).

Рис.8. Водородные связи в петле (структура 1JJJ)

Рис.9. Водородная связь в петле (структура 1B56)

Расположение водородной связи	Донор и акцептор электронов	Расстояние в Å для РСА-структуры	Число моделей в ЯМР-структуре, где связь присутствует	Процент моделей в ЯМР-структуре, где связь присутствует	Минимальное расстояние в ЯМР-структуре в Å	Максимельное расстояние в ЯМР-структуре в Å	Медианное расстояние в ЯМР-структуре в Å
Ядро белка, в α-спирали	NH(Met35)---O(Ala31)	3.2	12	60	2.9	3.1	2.9
Петли на поверхности глобулы	NH(Thr77)---O(Arg81)	2.9	12	60	2.9	3.2	3
Взаимодействие между двумя тяжами в β-листе	NH(Glu119)---O(Thr108)	2.8	18	90	2.9	3.1	3

Таблица 1. Сравнение данных по водородным связям в структурах 1B56 и 1JJJ.

ВЫВОДЫ
Согласно полученным результатам (18/20 моделей содержат водородные связи между тяжами в β-листе), можно сказать, что как и в растворе (ЯМР-структуры), так и в кристалле (РСА-структуры) водородные связи, участвующие в образовании вторичных структур в глобуле белка являются стабильными. В случае петель на поверхности глобулы, водородные связи несколько более лабильны (12/20 моделей содержат водородную связь этого типа). То же можно сказать и про α-спирали (12/20), они тоже кажутся более лабильными.
Согласно данным из статьи , в которой сравниваются 109 пар структур, полученных с помощью ЯМР и РСА, β-листы в среднем больше соответствуют друг другу в структурах, полученных разными методами, чем α-спирали и петли. Это вполне согласуется с результатами в таблице 1.