Рацемическая кристаллография - Racemic crystallography

Кристаллография рацемических белков это недавно разработанный метод структурная биология, в котором кристаллы белок молекула выращена из смеси обычных хиральный молекула белка и ее зеркальное отображение; где обычные белковые молекулы, состоящие из «левых» L-аминокислоты может производиться бактериями, дрожжами или другими клеточными системы экспрессии молекула с зеркальным отображением требует химического синтеза из "правосторонних" D-аминокислоты.[1][2][3]

Разработка

Лаура Завадзке и Джереми Берг были первыми, кто исследовал эту идею в 1993 г., используя малые (45 аминокислота ) белок рубредоксин.[4] Первой мотивацией проведения таких исследований была идея о том, что определение структуры может быть проще или надежнее с использованием данных дифракции от центросимметричный кристалл, который требует роста из рацемическая смесь. Помимо этого, есть основания полагать, что рацемическая кристаллография могла бы иметь более глубокое влияние, значительно улучшив легкость, с которой кристаллы белковых молекул могут быть получены в лаборатории; то кристаллизация белка проблема остается самым сложным и непредсказуемым препятствием в макромолекулярный кристаллография. В 1995 году Стефани Вуковиц и Тодд Йейтс, предлагая объяснение того, почему белковые молекулы имеют тенденцию кристаллизоваться с определенной предпочтительной симметрией, предсказали, что белки будут кристаллизоваться с гораздо большей легкостью из рацемических смесей благодаря существованию особенно предпочтительных симметрий рацемических кристаллов, которые может быть получен только при использовании смеси рацемических белков.[5] Дальнейший прогноз был сделан, что конкретный симметрия кристалла известная как P1 (полоса), будет доминирующей наблюдаемой космической группой.

Изобретение нативная химическая перевязка методы Фил Доусон и Стивен Кент В середине 1990-х годов открылись перспективы химического синтеза более крупных белковых молекул.[6] Кент и его сотрудники с тех пор протестировали рацемическую кристаллографию на широком спектре белковых молекул. Текущие данные (см. Исх.[1] поддерживают идею о том, что белки относительно легко кристаллизуются из синтетических рацемических смесей (и чаще всего в P1 (столбец)), как и предполагалось.

Рекомендации

  1. ^ а б Yeates, T.O .; Кент (2012). «Кристаллография рацемических белков». Анну. Rev. Biophys. 41: 41–61. Дои:10.1146 / annurev-biophys-050511-102333. PMID  22443988.
  2. ^ Berg, J.M .; Гоффени (1997). Центросимметричные кристаллы биомолекул: рацематный метод. Методы в энзимологии. 276. стр.619–627. Дои:10.1016 / с0076-6879 (97) 76082-8. ISBN  9780121821777. PMID  9048383.
  3. ^ Мэтьюз, Б.В. (2009). «Рацемическая кристаллография - легкие кристаллы и легкие структуры: что не нравится?». Белковая наука. 18 (6): 1135–1138. Дои:10.1002 / pro.125. ЧВК  2774423. PMID  19472321.
  4. ^ Zawadzke, L .; Берг (1993). «Структура центросимметричного кристалла белка». Белки. 16 (3): 301–305. Дои:10.1002 / prot.340160308. PMID  8346193.
  5. ^ Wukovitz, S.W .; Йейтс (1995). «Почему белковые кристаллы предпочитают одни космические группы другим». Nat. Struct. Биол. 2 (12): 1062–1067. Дои:10.1038 / nsb1295-1062. PMID  8846217.
  6. ^ Доусон П.Е., Мюр Т.В., Кларк-Льюис И., Кент С.Б. (1994). «Синтез белков нативным химическим лигированием». Наука. 266 (5186): 776–779. Bibcode:1994Наука ... 266..776D. Дои:10.1126 / science.7973629. PMID  7973629.