Zmiana konformacyjna - Conformational change

Zmiany konformacyjne mogą wywoływać ruch kompleksu białkowego . Kinezyna chodząca po mikrotubuli to maszyna biologii molekularnej wykorzystująca dynamikę domen białkowych w nanoskali
Główny artykuł: Dynamika białka

W biochemii , A konformacyjne zmiana jest zmianą w kształcie makrocząsteczki , często wywołane przez czynniki środowiskowe.

Makrocząsteczka jest zwykle elastyczna i dynamiczna. Jego kształt może się zmieniać w odpowiedzi na zmiany w otoczeniu lub inne czynniki; każdy możliwy kształt nazywa się konformacją, a przejście między nimi nazywa się zmianą konformacyjną . Czynniki, które mogą wywoływać takie jak zmiany temperatury, pH , napięcia , światło w chromoforów , stężenie od jonów , fosforylację , lub wiązanie liganda . Przejścia między tymi stanami występują w różnych skalach długości (od dziesiątych części Å do nm) i skalach czasowych (ns do s) i zostały powiązane z funkcjonalnie istotnymi zjawiskami, takimi jak sygnalizacja allosteryczna i kataliza enzymatyczna .

Analiza laboratoryjna

Wiele technik biofizycznych, takich jak krystalografia , NMR , elektronowy rezonans paramagnetyczny (EPR) z wykorzystaniem technik znakowania spinowego , dichroizm kołowy (CD) , wymiana wodoru i FRET, można wykorzystać do badania makromolekularnych zmian konformacyjnych. Interferometria dwupolaryzacyjna to technika laboratoryjna zdolna do dostarczania informacji o zmianach konformacyjnych w biocząsteczkach.

Specjalna nieliniowa technika optyczna zwana generacją drugiej harmonicznej (SHG) została niedawno zastosowana do badania zmian konformacyjnych w białkach. W tej metodzie sondę aktywną drugiej harmonicznej umieszcza się w miejscu, które podlega ruchowi w białku na drodze mutagenezy lub przyłączenia niespecyficznego dla miejsca, a białko jest adsorbowane lub specyficznie unieruchamiane na powierzchni. Zmiana konformacji białka powoduje zmianę orientacji netto barwnika w stosunku do płaszczyzny powierzchni, a zatem intensywność wiązki drugiej harmonicznej. W próbce białka o dobrze określonej orientacji kąt nachylenia sondy można określić ilościowo, w przestrzeni rzeczywistej i czasie rzeczywistym. Jako sondy można również użyć nienaturalnych aminokwasów aktywnych w drugiej harmonicznej.

Inna metoda wykorzystuje elektrycznie przełączane biopowierzchnie, w których białka są umieszczane na szczycie krótkich cząsteczek DNA, które są następnie przeciągane przez roztwór buforowy przez zastosowanie przemiennych potencjałów elektrycznych. Mierząc ich prędkość, która ostatecznie zależy od ich tarcia hydrodynamicznego, można zwizualizować zmiany konformacyjne.

Analiza obliczeniowa

Krystalografia rentgenowska może dostarczyć informacji o zmianach konformacji na poziomie atomowym, ale koszt i trudność takich eksperymentów sprawiają, że metody obliczeniowe są atrakcyjną alternatywą. Analiza w trybie normalnym z elastycznymi modelami sieci, takimi jak model sieci Gaussa , może być wykorzystana do sondowania trajektorii dynamiki molekularnej, a także znanych struktur. Popularnym narzędziem do takiej analizy jest ProDy.

Przykłady

Zmiany konformacyjne są ważne dla:

Zobacz też

Zewnętrzne linki

Bibliografia