Maklumat

Pengukuran berasaskan penyelesaian bagi Luas Permukaan Boleh Dicapai Pelarut bagi makromolekul

Pengukuran berasaskan penyelesaian bagi Luas Permukaan Boleh Dicapai Pelarut bagi makromolekul


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Kawasan Permukaan Boleh Dicapai Pelarut (SASA) ialah metrik yang berharga untuk melihat interaksi lipatan protein dan protein-protein. Walau bagaimanapun, pengukuran ini biasanya dilakukan dengan mengira SASA daripada struktur yang diselesaikan (dan umumnya statik).

Siasatan kimia seperti diazirin dan radikal hidroksil menunjukkan beberapa berat sebelah mengenai tempat ia cenderung untuk mengikat. Saya menyedari semasa saya menulis soalan ini bahawa NMR adalah kaedah yang sah untuk menentukan struktur berasaskan penyelesaian dan kemudian mengira SASA. Strategi yang sama juga telah digunakan untuk memeriksa RNA berstruktur. Saya ingin tahu tentang kepelbagaian kaedah ini dan sejauh mana ketepatannya.


Saya hanya tahu satu kaedah, tetapi inilah ia. Anda mencipta sfera dengan diameter jejari VdW air, dan kemudian 'gulungkan' di sepanjang permukaan. Saya tahu ini sebagai permukaan Richards-Lee, wikipedia mempunyai nama lain untuknya.

Ini kelihatan rumit, tetapi tidak. anda menggerakkan sfera kuar di sepanjang permukaan molekul dalam satah XY sehingga ia hanya menyentuh jejari vdW protein, mengekalkan pusat sfera sebagai permukaan, sepanjang jalan di sekeliling molekul. Jika anda suka, anda boleh mewarnakan permukaan dengan caj kedudukan juga, yang berguna untuk membincangkan interaksi pelarut.

Kemudian anda menterjemah sepanjang paksi z dan lakukan kontur lain sehingga anda kehabisan protein. Nampaknya jmol dan pakej lain akan melakukan ini untuk anda.

Wikipedia merujuk kaedah LCPO yang lebih matematik, yang saya tidak begitu biasa.

Adakah ini tepat? Seperti biasa dengan pengiraan sebegitu lebih kepada tekaan daripada jawapan. Anda boleh melakukan pengiraan pada mana-mana struktur atau mana-mana ensemble struktur (seperti yang diberikan oleh NMR). Ia tidak memahami bagaimana molekul itu mungkin fleksibel atau dinamik. Jika anda membaca tentang kimia fizikal anda, anda melihat bahawa protein bernafas dan boleh membenarkan resapan ke dalam inti dengan agak mudah. Jika saya ingat betul, anda boleh mendapatkan molekul yang agak besar yang memadamkan tepung heme dalam hemoglobin pada suhu bilik.

Jika anda ingin meletakkan 2 protein, SAS mungkin lebih berguna. Ia adalah maklumat penting, tetapi bukan jawapan muktamad. Saya takut dengan protein yang tidak berlaku dengan mudah.

@bobthejoe bertanya tentang SAS yang tiada struktur wujud.
Ini adalah perkara yang sangat sukar untuk diduga. Jawapan yang tidak membantu ialah permukaan protein menjadi punca kubus berat molekul protein.

Dengan mendapatkan larutan protein dan menembaknya dalam syhcrotron, anda boleh mendapatkan jejari min kilasan dengan mudah yang akan memberikan anda isipadu elips (dan luas permukaan) untuk protein. Sekali lagi, kebanyakan butiran akan hilang dan ini boleh dimatikan dengan mudah sebanyak 25% untuk protein berbentuk tidak teratur. Untuk protein globular biasa ia mungkin memberikan jawapan yang serupa dengan undang-undang kuasa di atas.

Saya telah melihat eksperimen kimia fizikal yang mencari perubahan dalam tekanan osmotik apabila kepekatan garam dalam larutan protein berubah dengan ketara (kerja Adrian Parsegian di NIH pada akhir 80-an).

Saya ragu anda akan mendapati mana-mana jawapan ini berguna kerana ralat min mereka akan menjadi sangat besar (20-200%) dan juga menganggap protein boleh larut dan sesuai dengan keadaan eksperimen.

Kuar pelarut boleh membantu juga. Contohnya mendedahkan protein kepada D20 kemudian melakukan spektroskopi jisim ke atas protein. Ini masih hanya akan memberi anda gambaran umum tentang jumlah peptida yang terdedah kepada permukaan. Struktur protein masih sangat diperlukan untuk mendapatkan sebarang ukuran tepat SAS yang saya fikir.


Saya tidak fikir SAS adalah pemerhatian yang jelas. (Saya suka karya Bertil Halle mengenai perkara ini dan masalah yang berkaitan.) Anda boleh mengukur berkorelasi kepada SAS yang telah dikira mengikut struktur yang diketahui, menggunakan sesuatu seperti algoritma sfera bergolek yang @shigeta huraikan.

Saya fikir pendekatan berparameter terbaik ialah kalorimetri pengimbasan pembezaan. Oleh kerana banyak protein telah dikaji lipatannya dengan teknik ini, lengkung DSC boleh terus ditukar kepada perubahan dalam SAS polar dan nonpolar. Jumlah SAS ialah jumlah daripada dua kuantiti tersebut.

Satu-satunya rujukan sedia yang boleh saya temui untuk ini adalah di sini: https://web.archive.org/web/20100228041032/https://www.bio.cmu.edu/courses/03438/LecS00/DSC.html

Saya rasa kebanyakan analisis telah diusahakan oleh Ernesto Freire. Pada asasnya, ideanya ialah kawasan hidrofobik yang boleh diakses permukaan menyusun lebih banyak pelarut (dan mempunyai jejak entropik yang lebih besar) daripada kawasan kutub. Memandangkan surih DSC (untuk folder dua keadaan) boleh dipisahkan kepada komponen $Delta$H dan $Delta$S, ia boleh dipetakan ke $Delta$ASA$_{folding}$. Saya tidak akan mempercayai ini untuk apa-apa yang bukan dua keadaan atau kofaktor yang terikat.


Pengiraan bentuk analitikal makromolekul: I. luas dan isipadu molekul melalui bentuk alfa

Institut Sains dan Teknologi Lanjutan Beckman, Jabatan Biokimia, Fisiologi Molekul & Integratif, dan Kejuruteraan Kimia, Pusat Biofizik dan Biologi Pengiraan, Universiti Illinois di Urbana-Champaign, Urbana, Illinois

Institut Sains dan Teknologi Lanjutan Beckman, Jabatan Biokimia, Fisiologi Molekul & Integratif, dan Kejuruteraan Kimia, Pusat Biofizik dan Biologi Pengiraan, Universiti Illinois di Urbana-Champaign, Urbana, IL 61801===Cari lebih banyak kertas kerja oleh pengarang ini

Pusat Nasional untuk Aplikasi Superkomputer, Universiti Illinois di Urbana-Champaign, Urbana, Illinois

Jabatan Sains Komputer, Universiti Illinois di Urbana-Champaign, Urbana, Illinois

Jabatan Sains Komputer, Universiti Illinois di Urbana-Champaign, Urbana, Illinois

Pusat Nasional untuk Aplikasi Superkomputer, Universiti Illinois di Urbana-Champaign, Urbana, Illinois

Pusat Nasional untuk Aplikasi Superkomputer, Universiti Illinois di Urbana-Champaign, Urbana, Illinois

Pusat Nasional untuk Aplikasi Superkomputer, Universiti Illinois di Urbana-Champaign, Urbana, Illinois

Institut Sains dan Teknologi Lanjutan Beckman, Jabatan Biokimia, Fisiologi Molekul & Integratif, dan Kejuruteraan Kimia, Pusat Biofizik dan Biologi Pengiraan, Universiti Illinois di Urbana-Champaign, Urbana, Illinois

Institut Sains dan Teknologi Lanjutan Beckman, Jabatan Biokimia, Fisiologi Molekul & Integratif, dan Kejuruteraan Kimia, Pusat Biofizik dan Biologi Pengiraan, Universiti Illinois di Urbana-Champaign, Urbana, IL 61801===Cari lebih banyak kertas kerja oleh pengarang ini

Abstrak

Saiz dan bentuk makromolekul seperti protein dan asid nukleik memainkan peranan penting dalam fungsinya. Usaha terdahulu untuk mengukur sifat-sifat ini telah berdasarkan pelbagai prosedur pendiskretan atau teselasi yang melibatkan pengiraan analitikal atau berangka. Dalam artikel ini, kami membentangkan kaedah tepat secara analitikal untuk mengira sifat metrik makromolekul berdasarkan teori bentuk alfa. Kaedah ini menggunakan dualiti antara kompleks alfa dan penguraian Voronoi berwajaran bagi suatu molekul. Kami menerangkan idea dan konsep intuitif di sebalik teori bentuk alfa dan algoritma untuk mengira kawasan dan isipadu makromolekul. Kami menggunakan kaedah kami untuk mengira kawasan dan isipadu beberapa sistem protein. Kami juga membincangkan beberapa kesukaran yang biasa dihadapi dalam pengiraan bentuk molekul dan menggariskan kaedah untuk mengatasi masalah ini. Protein 33:1–17, 1998. © 1998 Wiley-Liss, Inc.


Abstrak

Data tingkah laku fasa tekanan tinggi yang dilaporkan di sini menunjukkan kesan fluorin kesan bernuansa pada keterlarutan polimer dalam pelarut cecair superkritikal. Kopolimer digunakan yang mengandungi kumpulan eter perfluorocyclobutyl dengan jumlah bis-aryl isopropylidene yang berbeza-beza (6H) atau bis-aryl hexafluoroisopropylidene (6F). Yang menghairankan, ia memerlukan sekurang-kurangnya 2000 bar dan 190 °C untuk melarutkan 6H homopolimer dalam CO2 walaupun setiap kumpulan ulangan mempunyai ~15 mol% fluorin dan dua oksigen eter, kedua-duanya meningkatkan keterlarutan polimer dalam CO2. Lengkung titik awan kopolimer dalam CO2 monotonik beralih dengan ketara kepada suhu dan tekanan yang lebih rendah sebagai 6F kandungan dinaikkan daripada 0 kepada 100%. Peralihan ini dikaitkan dengan penurunan dalam interaksi rantai-rantai jarak jauh disebabkan oleh pembungkusan yang lemah 6F-rantai kaya, kepada peningkatan dalam kawasan permukaan boleh diakses pelarut bagi kumpulan terfluorinasi, dan kepada peningkatan dalam isipadu bebas pecahan (FFV) daripada 6F-rantai yang kaya. Lengkung titik awan dalam propana juga pada mulanya beralih kepada suhu dan tekanan yang lebih rendah dengan peningkatan 6F kandungan, tetapi 6F homopolimer dan 6H lengkung homopolimer bersilang antara satu sama lain supaya 6H homopolimer lebih mudah larut pada suhu rendah manakala 6F homopolimer lebih mudah larut pada suhu tinggi. Pembalikan dalam tingkah laku keterlarutan propana dengan peningkatan 6F kandungan dan suhu terhasil daripada keseimbangan halus antara interaksi fluorin−hidrokarbon tolakan yang tidak memihak kepada keterlarutan kopolimer dan mengurangkan interaksi rantai-jarak jauh dan peningkatan FFV kopolimer yang kedua-duanya memihak kepada keterlarutan kopolimer. Data titik awan juga menunjukkan bahawa untuk kedua-dua CO2 dan propana kesan daripada 6F kandungan adalah lebih besar daripada kesan berat-berat molekul purata dalam julat 15−93 kg/mol, di mana berat molekul dijangka mempunyai kesan yang besar.


Osmosis Telur Sampel 2 makmal

pengenalan:
Pengangkutan boleh sama ada pasif atau aktif. Pengangkutan pasif ialah pergerakan bahan merentasi membran tanpa sebarang input tenaga oleh sel. Pengangkutan aktif ialah pergerakan bahan di mana sel diperlukan untuk mengeluarkan tenaga. Dalam kes makmal ini perbincangan akan tertumpu kepada pengangkutan pasif.
Jenis pengangkutan pasif yang paling mudah ialah penyebaran. Resapan ialah pergerakan molekul dari kawasan yang lebih tinggi ke kawasan yang berkepekatan rendah tanpa sebarang input tenaga. Resapan didorong oleh tenaga kinetik yang terdapat dalam molekul. Resapan akhirnya akan menyebabkan kepekatan molekul menjadi sama di seluruh ruang yang diduduki oleh molekul, menyebabkan keadaan keseimbangan untuk wujud.
Satu lagi jenis pengangkutan pasif ialah osmosis. Osmosis ialah pergerakan air merentasi membran separa telap. Proses osmosis berlaku ialah apabila molekul air meresap merentasi membran sel dari kawasan berkepekatan lebih tinggi ke kawasan berkepekatan lebih rendah. Arah osmosis bergantung kepada kepekatan relatif zat terlarut pada kedua-dua belah. Dalam osmosis, air boleh bergerak dalam tiga cara berbeza.
Jika molekul di luar sel lebih rendah daripada kepekatan dalam sitosol, larutan itu dikatakan hipotonik ke sitosol, dalam proses ini, air meresap ke dalam sel sehingga keseimbangan diwujudkan. Jika molekul di luar sel lebih tinggi daripada kepekatan dalam sitosol, larutan itu dikatakan hipertonik ke sitosol, dalam proses ini, air meresap keluar dari sel sehingga keseimbangan wujud. Jika molekul di luar dan di dalam sel adalah sama, larutan dikatakan isotonik kepada sitosol, dalam proses ini, air meresap masuk dan keluar dari sel pada kadar yang sama, menyebabkan tiada pergerakan bersih air.
Dalam osmosis sel adalah telap terpilih, bermakna ia hanya membenarkan bahan tertentu dipindahkan ke dalam dan keluar dari sel. Dalam osmosis, protein hanya pada permukaan dipanggil protein periferi, yang membentuk rantai karbohidrat yang tujuannya digunakan seperti antena untuk komunikasi. Tertanam dalam protein periferi ialah protein integral yang boleh sama ada pepejal atau mempunyai liang dipanggil protein saluran. Protein saluran membenarkan glukosa, atau makanan yang semua makhluk hidup perlukan untuk hidup, melaluinya.

Hipotesis:
Dalam larutan sirap, akan terdapat pergerakan bersih molekul keluar dari telur, dan dalam larutan air, molekul akan meresap masuk dan keluar dari sel pada kadar yang sama.

Bahan:
Bahan yang digunakan dalam makmal ini ialah 2 biji telur segar dalam cangkerang, satu penanda atas, 400 ml air, silinder bergraduat, 1 bikar besar, 2 bikar sederhana, 1 bikar kecil, cuka putih, sirap Karo, air suling, pensil, kertas. , apron makmal, gogal makmal, pembalut saran, pita pelekat, dulang plastik, penyepit, neraca elektronik, helaian makmal osmosis dan komputer.

Kaedah:
hidup Hari 1, ukur jisim kedua-dua telur dengan cangkerang. Labelkan 1 cuka bikar, dan kemudian gunakan silinder bergraduat untuk menyukat 400 mL cuka untuk dimasukkan ke dalam bikar berlabel. Letakkan kedua-dua telur dalam larutan (letakkan bikar kecil di atas telur, jika perlu) kemudian tutup. Biarkan telur berdiri selama 24 jam atau lebih untuk mengeluarkan kulitnya.

hidup hari ke 2, rekodkan pemerhatian tentang apa yang berlaku kepada telur dalam larutan cuka. Berhati-hati, keluarkan telur dari cuka, perlahan-lahan bilas telur di dalam air. Bersihkan bikar yang digunakan untuk larutan cuka menyediakannya untuk larutan sirap, dan kemudian labelkan sirap 2 bikar sederhana. Sebelum telur dimasukkan ke dalam larutan sirap rekodkan jisim kedua-dua telur kemudian letakkan pada lembaran data. Selepas itu, masukkan telur ke dalam bikar, tuangkan sirap secukupnya untuk menutup telur, tutupnya dengan longgar dan biarkan selama 24 jam.

hidup hari ke 3, rekodkan pemerhatian telur daripada larutan sirap. Berhati-hati, keluarkan telur dari bikar, perlahan-lahan bilas sirap dari telur. Tuangkan baki air sirap ke dalam bekas yang disediakan oleh guru. Bersihkan dua bikar yang digunakan dalam larutan sirap, sediakan untuk larutan air. Sebelum telur dimasukkan ke dalam larutan air rekodkan jisim kedua-dua telur kemudian letakkan pada lembaran data. Selepas itu dilakukan, dengan menggunakan silinder bergraduat, sukat 200 mL air untuk setiap bikar. Letakkan telur dalam larutan air, tutup dan biarkan selama 24 jam.

hidup hari ke 4, rekodkan pemerhatian telur daripada larutan air. Keluarkan telur dari bikar dengan berhati-hati, bilas perlahan-lahan. Jisim kedua-dua telur. Selepas guru datang dan melihat telur, buang di tempat yang sepatutnya.


Teks SI

Kesan Kesesakan pada Pengikatan.

Untuk menggambarkan kesan fizikal orang ramai yang besar pada pengikatan saya menganggap keseimbangan monomer-dimer. Daripada cuba memodelkan dimer melalui lanjutan teori HS kepada objek bukan sfera, yang melibatkan kerumitan yang besar untuk bentuk yang sangat mudah, saya menggunakan analisis dimensi yang mudah. Pekali L1, L2, dan L3 daripada Persamaan. 1 (teks utama) ditafsirkan secara literal sebagai pengganda jejari kelengkungan, luas, dan isipadu sama ada monomer atau dimer. Kemudian sumbangan isipadu yang dikecualikan daripada pelarut kepada tenaga bebas pengikatan diberikan oleh perbezaan dalam bahan tindak balas dan potensi kimia berlebihan produk, Δ G ex k T = Δ μ d ex k T − 2 Δ μ m ex k T = − L 0 + L 1 2 ( rd − 2 rm ) + L 2 Δ A mengikat π + L 3 6 Δ V mengikat π , [S1] di mana subskrip m dan d merujuk kepada monomer dan dimer, masing-masing. ΔAmengikat dan ΔVmengikat ialah perubahan dalam kawasan boleh diakses pelarut dan isipadu molar separa pengikat, masing-masing, dan rm dan rd ialah jejari berkesan atau purata kelengkungan monomer dan dimer, masing-masing. Istilah isipadu dalam Pers. S1 diandaikan boleh diabaikan, atas alasan yang diberikan dalam teks utama. Jadi perubahan dalam tenaga bebas pengikatan yang timbul daripada penambahan molekul sesak ialah Δ Δ G ex k T = Δ L 1 ( x 2 , d 2 , ξ ) 2 ( rd − 2 rm ) + Δ L 2 ( x 2 , d 2 , ξ ) Δ A mengikat π . [S2] Perubahan dalam kelengkungan dan pekali luas ditulis sebagai fungsi eksplisit bagi jumlah (x2) dan saiz (d2) daripada crowder, untuk menekankan bahawa Pers. S2 mewakili kesan komposisi pelarut berbanding dengan air tulen, di mana ΔLi=1,2 = 0. Untuk memberi tumpuan kepada saiz orang ramai dan kesan kepekatan saya sekali lagi menganggapnya ξ adalah tetap. Jelas ΔAmengikat adalah besar dan negatif untuk protein. ΔL2 juga negatif (teks utama, Rajah 2 A dan C) jadi sebutan luas Persamaan. S2 adalah positif dan tidak memihak mengikat.

Pertimbangkan sekarang saiz relatif bagi istilah kelengkungan. Pertama, daripada Rajah 2 A dan C (teks utama) ΔL1L2 ∼ 1 Å. Kedua, adalah munasabah untuk mengandaikan bahawa jejari berkesan atau purata kelengkungan ri skala dengan dimensi linear protein. Malah, untuk zat terlarut sfera ri = di/2. Kawasan kursus berskala sebagai kuasa kedua, jadi (rd − 2rm) ∼ O(d) sedangkan ΔAmengikatO(d 2). Kemudian nisbah sebutan linear kepada luas, Δ L 1 Δ L 2 2 ( r d − 2 r m ) Δ A mengikat / π ∼ O 1 Å d , [S3] berskala songsang dengan diameter bahan terlarut. Untuk protein berdiameter 10 Å atau lebih besar, sebutan kelengkungan ialah susunan magnitud yang lebih kecil daripada sebutan luas.

Akhir sekali, pertimbangkan tanda sumbangan kelengkungan. Pergantungan linear jejari kelengkungan pada diameter adalah bersamaan dengan pergantungan 1/3 kuasa pada isipadu, jadi dimer dua kali isipadu satu monomer akan mempunyai kira-kira 2 1/3 jejari purata kelengkungan yang lebih besar (rd adalah tepat 2 1/3 rm untuk kes sfera sepenuhnya). Ia agak berkemungkinan, maka, itu rd < 2rm dalam hal ini istilah kelengkungan dalam Pers. S2 juga positif dan mengukuhkan istilah kawasan. Jika tidak ia menentang istilah kawasan tetapi lebih kecil dalam magnitud. Ini adalah justifikasi untuk hujah dalam teks utama bahawa kesan orang ramai adalah terutamanya pada kawasan, atau istilah tenaga bebas permukaan, dan bahawa kesan kelengkungan, iaitu, sisihan daripada sfera, ialah pembetulan tertib kedua.

Hubungan dengan Rawatan Campuran Sfera Keras Berg.

Persamaan untuk campuran bendalir sfera keras yang digunakan oleh Berg adalah sama secara matematik dengan Persamaan. 15 dalam teks utama (7). Pekalinya, bagaimanapun, tidak dibezakan berkenaan dengan pembungkusan penyelesaian, ξ, dan komposisi larutan (saiz dan kepekatan crowder) yang diberikan oleh Di=1,2,3. Formulasi berwawasan Snider dan Herrington memisahkan kedua-dua komponen ini (14). Dalam teks utama ini digunakan untuk memisahkan kesan saiz crowder dan pembungkusan penyelesaian, mendedahkan fakta bahawa pada pecahan pembungkusan tertentu molekul yang lebih besar adalah crowder yang lebih miskin. Perbezaan selanjutnya dalam rawatan ialah Berg mengubah kepekatan orang ramai di bawah keadaan tekanan sfera keras yang sama. Ini memerlukan ketumpatan pelarut dan kovarian kepekatan crowder dengan cara yang rumit [lampiran Berg (7), persamaan A8–A10]. Oleh kerana tekanan maya yang dikenakan oleh sfera keras adalah susunan magnitud yang lebih besar daripada tekanan ambien 1 Atm, mengimbanginya memerlukan perubahan ketumpatan yang ketara. Menggunakan persamaan Berg yang mengaitkan pembungkusan larutan dan tekanan sfera keras (rujuk 7, persamaan A9), seseorang mendapati bahawa menambah pengadu berdiameter 40-Å ke dalam air untuk mendapatkan kepekatan 33% mengikut isipadu memerlukan perubahan pecahan pembungkusan kira-kira 0.09. Menggunakan ΔVpek = 100(0.383/ξ − 1), ini diterjemahkan kepada perubahan volum pencampuran tertib −20%, yang kelihatan tidak realistik besar. Perubahan pembungkusan yang besar ini akan menentang kesan saiz crowder, dan Berg juga menyimpulkan bahawa molekul besar adalah crowder yang lemah.

Ketumpatan molekul pelarut berlebihan tempatan yang bersentuhan dengan zat terlarut 40-Å, berbanding dengan kepekatannya secara pukal. g 0 1j adalah untuk sfera pelarut kecil dengan diameter air, d1 = 2.8 Å (bulatan merah). g 0 2j adalah untuk orang ramai yang berdiameter d2 dari 2.8 Å hingga 40 Å (petak hitam). Campuran equimolar air dan crowder digunakan untuk pelarut untuk membenarkan perbandingan kedua-dua ketumpatan mutlak dan relatif pada sentuhan. Nilai dikira menggunakan persamaan Lebowitz (12).


Kaedah

Pemilihan data

Data anjakan kimia yang diarkibkan dan maklumat rujukan daripada BMRB [10] dan molekul serta data koordinat yang diperbaiki daripada wwPDB [1, 2] telah dibaca ke dalam model data CCPN [34, 35] dan dibuat konsisten antara satu sama lain dalam proses yang serupa dengan yang diterangkan sebelum ini untuk analisis data kekangan jarak [36]. Bagi setiap entri BMRB, senarai entri PDB yang berkaitan telah diekstrak daripada arkib BMRB, dan metadata tentang entri itu telah diekstrak (cth. makmal asal). Daripada senarai ini, entri PDB yang paling tepat telah dipilih: jika struktur yang diselesaikan oleh kristalografi sinar-X tersedia, entri dengan resolusi tertinggi dipilih, jika tidak, entri terbaharu yang ditentukan oleh NMR telah dipilih. Dalam setiap kes, ketekalan antara maklumat jujukan dalam fail kemasukan BMRB dan fail PDB telah dipastikan, dan dalam kes jujukan homolog, data anjakan kimia yang berkaitan dengan sisa yang digantikan dalam jujukan BMRB berhubung dengan satu PDB diabaikan. Jika masalah besar dihadapi semasa proses pautan, sama ada dalam memadankan jujukan BMRB dan PDB atau dengan pengendalian data anjakan kimia, entri tersebut diabaikan.

Analisis data

ASA per-atom dikira daripada data koordinat menggunakan perisian ASC. Perisian ini mengira nilai ASA untuk atom berat berdasarkan koordinatnya. Untuk proton nilai ASA bagi atom berat terikat secara langsung telah digunakan. Tiada peruntukan dibuat untuk kehilangan koordinat atau residu, yang boleh membawa kepada nilai ASA yang berlebihan dalam beberapa kes, seperti yang dinyatakan sebelum ini [25]. Tugasan struktur sekunder dikira menggunakan STRIDE [37]. Jika masalah dihadapi semasa melaksanakan ASC atau STRIDE pada entri PDB, atau jika maklumat yang terhasil tidak sepadan secara langsung dengan data yang disimpan dalam rangka kerja CCPN, entri itu diabaikan.

Skrip Python [38] tulisan tersuai menyimpan nilai daripada analisis ASC dan Stride dalam kamus Python khusus masukan PDB supaya ia boleh diambil dengan mudah setelah dikira. Dalam kes ensembel NMR, nilai median ke atas semua model telah diambil sebagai wakil untuk ASA per-atom. Untuk struktur sekunder per-residu, elemen yang paling kerap berlaku untuk sisa dalam semua model telah dipilih. Proses ini telah dilaksanakan pada 2403 entri BMRB dan menghasilkan projek CCPN yang sah pada 1959 di mana maklumat BMRB disambungkan kepada entri PDB yang unik. Secara keseluruhan 1632 entri PDB unik telah digunakan, iaitu, walaupun beberapa entri BMRB dikaitkan dengan entri PDB yang sama, data anjakan kimia tidak selalu direkodkan dalam keadaan yang sama dan, oleh itu, patut dimasukkan. Kemasukan data bertindih juga tidak menjejaskan plot dan kesimpulan yang boleh dibuat daripadanya (hasil tidak ditunjukkan). Maklumat terperinci tentang setiap penyertaan BMRB boleh didapati daripada: http://www.ebi.ac.uk/pdbe/docs/NMR/shiftAnalysis/html/entryInfo.html

Dalam banyak kes, tidak semua anjakan asal digunakan dalam analisis. Ini boleh disebabkan oleh masalah kecil dengan memadankan maklumat anjakan kimia kepada atom (cth. sisa triptofan, berdasarkan data koordinat, selalunya dicipta tanpa atom HE1, yang mana anjakan ini tidak boleh dikaitkan).

Penyediaan graf

Graf yang menunjukkan anjakan kimia dan nilai ASA per-atom telah dicipta dengan perisian R [39] daripada skrip Python bertulis tersuai menggunakan modul RPy [40]. Dalam kes plot berbilang warna, susunan titik diplot adalah secara rawak untuk mewakili data dengan lebih baik. Halaman HTML untuk menggabungkan maklumat telah dicipta oleh skrip Python yang ditulis tersuai.

Poligon kekerapan dalam plot yang mengaitkan ASA per-atom kepada nilai anjakan kimia telah diskalakan menjadikan perbandingan bentuk yang optimum mungkin. Data yang tersedia dalam talian menyenaraikan faktor skala relatif.

Untuk mencipta plot yang menunjukkan penyebaran anjakan kimia berasaskan pendedahan, kami mula-mula menentukan (untuk setiap atom dalam setiap sisa) nilai ASA per-atom di bawah yang mana 99% daripada semua titik data jatuh. Wilayah ini dibahagikan kepada 10 'tong sampah' yang sama jaraknya. Penyerakan anjakan kimia bagi titik-titik yang terkandung dalam setiap tong ditakrifkan sebagai julat anjakan kimia antara 2.5% persentil hingga 97.5% persentil, dan dengan itu merangkumi 95% daripada semua titik dalam tong tersebut. Purata julat ini untuk 5 tong dengan pendedahan tertinggi kemudian mentakrifkan serakan anjakan kimia untuk atom yang sangat terdedah, tong paling rendah serakan untuk atom yang tertimbus.


Jurnal Biologi Molekul

Jurnal Biologi Molekul (JMB) menyediakan liputan berkualiti tinggi, komprehensif dan luas dalam semua bidang biologi molekul. Jurnal menerbitkan kertas penyelidikan saintifik asal yang menyediakan cerapan mekanistik dan berfungsi dan melaporkan kemajuan yang ketara ke lapangan. Jurnal menggalakkan.

Jurnal Biologi Molekul (JMB) menyediakan liputan berkualiti tinggi, komprehensif dan luas dalam semua bidang biologi molekul. Jurnal menerbitkan kertas penyelidikan saintifik asal yang menyediakan cerapan mekanistik dan berfungsi dan melaporkan kemajuan yang ketara ke lapangan. Jurnal ini menggalakkan penyerahan kajian pelbagai disiplin yang menggunakan pendekatan eksperimen dan pengiraan pelengkap untuk menangani soalan biologi yang mencabar.

Bidang penyelidikan termasuk tetapi tidak terhad kepada:

  • Interaksi biomolekul, rangkaian isyarat, biologi sistem
  • Kitaran sel, pertumbuhan sel, pembezaan sel
  • Kematian sel, autophagy
  • Isyarat dan peraturan sel
  • Biologi kimia
  • Biologi pengiraan, digabungkan dengan kajian eksperimen
  • Replikasi, pembaikan dan penggabungan semula DNA
  • Pembangunan, biologi regeneratif, kajian mekanistik dan fungsi sel stem
  • Epigenetik, struktur dan fungsi kromatin
  • Ekspresi gen
  • Reseptor, saluran dan pengangkut
  • Proses membran
  • Protein permukaan sel dan lekatan sel
  • Kemajuan metodologi, kedua-dua eksperimen dan teori, termasuk pangkalan data
  • Mikrobiologi, virologi, dan interaksi dengan hos atau persekitaran
  • Kajian mekanistik dan fungsi mikrobiota
  • Organisasi nuklear
  • Pengubahsuaian selepas terjemahan, proteomik
  • Pemprosesan dan fungsi makromolekul dan kompleks yang penting secara biologi
  • Asas molekul penyakit
  • Pemprosesan RNA, struktur dan fungsi RNA bukan pengekodan, transkripsi
  • Pengisihan, organisasi spatiotemporal, pemerdagangan
  • Biologi struktur
  • Biologi sintetik
  • Terjemahan, lipatan protein, pendamping, degradasi protein dan kawalan kualiti

Faedah penting untuk penulis

Sejak tahun 1959, JMB adalah memastikan beberapa prinsip asas dalam perkhidmatan yang disediakannya kepada semua pengarang:

  • Trek laju pilihan artikel penyelidikan sensitif masa (sila rujuk Panduan untuk Pengarang untuk butiran).
  • Dasar anti-scoop: jika kertas pesaing telah diterbitkan semasa kertas kerja anda di bawah semakan rakan sebaya dalam JMB, itu tidak akan menjejaskan hasil editorial.
  • Semua keputusan editorial dibuat oleh saintis aktif yang merupakan pakar terkemuka dalam bidang tersebut.
  • Manuskrip adalah disemak oleh pakar terkemuka dalam bidang. JMB juga menyokong bimbingan penyelidik kerjaya awal dalam semakan rakan sebaya (sila rujuk program VolunPeers kami).
  • Ketersediaan: hubungi Ketua Pengarang atau editor saintifik melalui halaman Dewan Editorial untuk sebarang soalan yang anda ada.
  • Lihat kesan, kelajuan dan pembaca daripada JMBdi sini.
  • Kami menyediakan atas permintaan PDF percuma kepada semua pengarang yang mungkin tidak mempunyai akses kepada artikel mereka melalui institusi atau perpustakaan mereka.
  • Penerbitan adalah percuma kepada pengarang (tiada caj warna atau halaman)
  • Menyokong akses terbuka: jika badan atau institusi pembiayaan anda memerlukan artikel anda sebagai akses terbuka, JMB menawarkan pilihan itu. Sila lihat butiran di sini.
  • Guna semula angka daripada mana-mana JMB artikel melalui hiperpautan "dapatkan hak dan kandungan" yang tersedia dalam setiap artikel (di bawah nama pengarang dan gabungan) di ScienceDirect.

Sila klik di sini untuk mendapatkan maklumat lanjut tentang perkhidmatan pengarang umum yang ditawarkan Elsevier.


Kesimpulan

Parameter yang boleh dipercayai yang menerangkan penyahtanahan protein boleh diperolehi daripada ukuran isipadu pada syarat-syarat yang: (i) suhu penyahaturan adalah jauh lebih rendah (sekurang-kurangnya 15°) daripada suhu tertinggi bagi ketumpatan yang diukur (ii) kepekatan protein cukup tinggi ( melebihi 10 mg/ml) tetapi penentuan suhu denaturasi tidak memerlukan penentuan tepat kepekatan protein (iii) selang suhu adalah mengikut ketepatan kajian yang diperlukan (iv) sampel cecair dinyahgas dengan teliti sejurus sebelum ketumpatan ukuran.

Siasatan densimetrik kami mencadangkan bahawa denaturasi HEWL boleh dianggap sebagai proses dua keadaan. Walau bagaimanapun, bertentangan dengan kepercayaan yang meluas, tidak terdapat perubahan meluas pada eksposisi asid amino pada permukaan protein semasa denaturasi.

Pengukuran isipadu memberikan gambaran tentang denaturasi haba protein dan boleh menambah kaedah biofizikal yang lain. Keputusan yang diperoleh mungkin berpotensi penting untuk penyelidikan asas dan sains gunaan.


Alamat Hassane Mchaourab sekarang ialah Jabatan Fisiologi Molekul dan Biofizik, Sekolah Perubatan Universiti Vanderbilt, Nashville, TN 37232.

Singkatan yang digunakan: SDSL, pelabelan putaran terarah tapak CW, gelombang berterusan HE, pertukaran Heisenberg NiEDDA, ​​Ni(II)asid ethylenediaminediacetic T4L, T4 lisozim EPR, resonans paramagnet elektron SR, pemulihan tepu 44R1, mutan dengan rantai sisi R1 di tapak 44 ( mutan dengan label putaran tunggal diberi nombor jujukan untuk kedudukan berlabel putaran diikuti oleh penunjuk R1).


Ringkasan

Ia terkenal di kalangan ahli biologi struktur bahawa mengkristalkan protein membran boleh menjadi sangat sukar. Beberapa kesukarannya berpunca daripada (a) ekspresi berlebihan yang lemah, (b) kesukaran pengekstrakan dan pelarutan, (c) ketidakstabilan atau kehilangan fungsi protein terlarut, dan (d) menghasilkan kristal pembelauan resolusi tinggi. Walaupun terdapat cabaran ini, kristalografi sinar-X telah memainkan peranan penting dalam pemahaman kita tentang struktur protein transmembran. Perkembangan teknologi dalam tempoh dua dekad yang lalu telah membantu pengkristal protein membran untuk mengatasi beberapa cabaran ini. Malangnya, tidak ada platform universal untuk mengkristalkan semua protein membran, dan setiap protein membran mempunyai ciri unik. Walau bagaimanapun, kebiasaan dengan teknik dan kaedah yang ada membolehkan juru kristal membuat keputusan yang paling termaklum untuk setiap langkah proses. Dalam ulasan ini, gambaran keseluruhan kristalografi protein membran disediakan dan beberapa halangan yang wujud kepada pengamal, bersama-sama dengan penyelesaian yang tersedia, dibincangkan.


Tonton video: Tingkatan 2. Sains PT3. Zat Terlarut, Pelarut dan Larutan (Februari 2023).