Я не очень хорошо знаком с экспериментальной процедурой рентгеновской кристаллографии, за исключением того, что она включает в себя очень тонкий процесс получения кристалла, содержащего белки, а затем рассеивание лучей через него для получения рисунка, который говорит нам о форме белка.
Мне любопытно, однако, когда вы кристаллизуете белок, который обычно остается в клеточной жидкости, претерпевает ли он какие-либо конформационные изменения или изменения размера. Например, нет ли некоторого давления со стороны воды, которое потенциально может привести к тому, что белок будет меньше, чем он мог бы быть при меньшем давлении. Или как насчет гидрофобных\фильных эффектов, играющих важную роль в фолдинге белков. Конечно, когда белок свернут, он связан более сильными взаимодействиями, чем гидрофобность, поэтому он не такой деликатный. Но все же полная смена окружающей среды должна считаться большой переменой, не так ли? Итак, существуют ли какие-либо теоретические или экспериментальные объяснения того, меняет ли белок размер и/или форму во время кристаллизации? Приветствуются ссылки как на экспериментальные, так и на теоретические работы. Хотя я полагаю, что экспериментальные данные будут иметь больше смысла в этом вопросе, поскольку обычно потенциалы оптимизируются для учета кристаллической структуры с минимумом энергии, поэтому я не вижу, как теоретические работы потенциально могут помочь понять этот вопрос. Я предполагаю, что одним из способов было бы взять нативную структуру белка, определенную с помощью рентгеновских лучей, и пропустить ее через молекулярную механику AB initio, где потенциалы не зависят от параметров, полученных из нативных состояний белков в базе данных PDB. Я не знаю, насколько теоретически это было бы правильно. Я предполагаю, что одним из способов было бы взять нативную структуру белка, определенную с помощью рентгеновских лучей, и пропустить ее через молекулярную механику AB initio, где потенциалы не зависят от параметров, полученных из нативных состояний белков в базе данных PDB. Я не знаю, насколько теоретически это было бы правильно. Я предполагаю, что одним из способов было бы взять нативную структуру белка, определенную с помощью рентгеновских лучей, и пропустить ее через молекулярную механику AB initio, где потенциалы не зависят от параметров, полученных из нативных состояний белков в базе данных PDB. Я не знаю, насколько теоретически это было бы правильно.
Кристаллы белка не похожи на кристаллы более часто встречающихся веществ, таких как соль [NaCl] или алмаз [только углерод]. Эти материалы не включают в свою кристаллическую структуру другие атомы. Например, кристалл NaCl будет содержать ионы натрия и ионы хлора. Рентгеновская кристаллография этого материала после математической обработки покажет пики электронной плотности двух разновидностей, каждый из которых легко отличить по интенсивности от иона натрия или иона хлорида. Любые другие пики электронной плотности будут немногочисленными и редкими, а также четко идентифицируемыми как помехи.
Поскольку большинство белков имеют гидрофильные области на внешней поверхности структуры, кристаллы белков фактически содержат значительную долю молекул воды внутри самого кристалла. Эти молекулы воды являются частью кристалла, потому что они взаимодействуют с этими гидрофильными остатками на третичной поверхности белка, как посредством водородных связей, в некоторых случаях, так и посредством менее специфических полярных взаимодействий в других случаях. По крайней мере, это одна из причин, по которой получение кристалла любого случайного белка вовсе не является рутинной задачей. Большая доля воды в этих кристаллах делает их очень хрупкими, как только они формируются, а также вероятность того, что они вообще не сформируются.
Если вы заглянете в техническую литературу и посмотрите на карты электронной плотности, из которых чаще всего получают структурные карты в виде диаграмм, вы сможете фактически проследить молекулы воды, окружающие отдельные белковые молекулы.
На самом деле, во времена развития кристаллографии белков правильное сопоставление конкретных атомов с различными пиками электронной плотности было решительно нетривиальной задачей.
Фактически, несмотря на то, что белок является кристаллом, микроокружение, в котором находится белок внутри кристалла, очень похоже на водную среду. Гидрофобные взаимодействия и гидрофильные взаимодействия не будут сильно отличаться от таковых в растворе.
То есть достигнутое кристаллическое состояние на самом деле не является «полным изменением окружающей среды», если использовать фразу, которую вы употребили в своем посте.
марчин
Сина
Луиджи
Джеймс
Сина