Каково значение и метод, лежащий в основе сюжетов Рамачандрана?

Мой ИП показал сегодня в классе сюжет Рамачандрана с минимальным объяснением, но мне интересно узнать больше. Я понимаю, что график Рамачандрана показывает соотношение между омега-фи и пси-углами по обе стороны от альфа-углерода аминокислоты, но есть еще несколько моментов, которые меня смущают:

а.) Что описывают эти углы? Являются ли они просто двугранными углами, которые показывают перемещение вокруг оси связи?

б.) Почему эти углы важны для определения вторичной структуры? Можно ли их использовать вместо этого для идентификации аминокислотных компонентов или только структурных единиц более высокого уровня?

c.) Какой инструмент используется для сбора данных и как соотносятся углы по обе стороны от одного альфа-углерода?

В Proteopedia есть хорошая интерактивная трехмерная визуализация углов φ/ψ: proteopedia.org/wiki/index.php/…

Ответы (1)

Графики Рамачандрана показывают взаимосвязь между углами фи и пси белка, относящимися к двугранным углам между N и С-альфа и С-альфа и С-бета. Кроме того, угол омега между С-бета и N имеет тенденцию быть фиксированным из-за взаимодействий пи-пи.

Двугранные углы

Двугранные углы

Существуют пределы возможных распределений углов фи и пси из-за стерических столкновений между боковыми цепями. Кроме того, другие ограничения структуры более высокого порядка приведут к принятию определенных углов фи-пси. Используя данные решенных кристаллических структур, можно увидеть, что двугранные углы принимают определенные конформации в белке.

РАМАЧАНДРАНСКИЙ УЧАСТОК от Lovell et al.

Сюжет Рамачандрана

Кроме того, можно отметить, что некоторые из этих конформаций относятся к специфическим вторичным структурам. Как видно выше, пептиды в альфа-спиралях и бета-листах принимают еще более ограниченный набор углов фи-пси. Некоторые аминокислоты, такие как глицин и пролин, которые отличаются от канонических аминокислот, имеют уникальный график Рамачандрана.

Углы на графике Рамачандрана полезны не только для определения роли аминокислот во вторичной структуре, но также могут использоваться для проверки решения кристаллической структуры. Кроме того, он помогает ограничивать моделирование прогнозирования конструкции и помогает в определении функций энергии.