Елементи вторинної структури пептидів і білків

1.

ЕЛЕМЕНТИ ВТОРИННОЇ СТРУКТУРИ ПЕПТИДІВ І БІЛКІВ
а)
а) 310-спіраль (права);
б) a-спіраль (права);
в) p-спіраль (права);
г) спіраль PP I (права);
д) спіраль PP II (ліва);
е) антипаралельна
b-складчата структура;
ж) паралельна
b-складчата структура;
з) p-вигін; и) a-вигін;
к) b-вигин I типу;
и) b-вигин II типу;
м) g-вигин.
б)
в)
г)
д
)

2.

КУТИ, ЯКІ ОПИСУЮТЬ КОНФОРМАЦІЮ
ПОЛІПЕПТИДНОГО ЛАНЦЮГА

3.

ТИПОВІ ЗНАЧЕННЯ КУТІВ, ЩО ОПИСУЮТЬ
КОНФОРМАЦІЮ ПОЛІПЕПТИДНОГО ЛАНЦЮГА ДЛЯ
РІЗНИХ ЕЛЕМЕНТІВ ВТОРИННОЇ СТРУКТУРИ
j
y
w
310-спіраль
–60
–30
+180
a-спіраль
–57
–47
+180
π-спіраль
–55
–76
+180
спіраль поліпроліну I (PP I)
–83
+158
0
спіраль поліпролину II (PP II)
–76
+146
+180
паралельна b-складчата структура
–119
+113
–
антипаралельна b-складчата структура
–139
+135
–
b-вигини*
ji+1
yi+1
ji+2
тип I
–60
–30
–90
тип I'
+60
+30
+90
тип II
–60
+120
+80
тип II'
+60
–120
–80
тип III
–60
–30
–60
тип III'
+60
+30
+60
Елемент вторинної структури

4.

1Н-ЯМР
СПЕКТР УБІКВІТІНУ

5.

ЗАЛЕЖНІСТЬ ШВИДКОСТІ ОБМІНУ NH ПРОТОНІВ ВІД рН

6.

НАЙВАЖЛИВІШІ КОРЕЛЯЦІЇ В COSY СПЕКТРАХ
ПЕПТИДІВ
а) всі нелабільні неароматичні
протони бокових ланцюгів (крім
bH-gCH3 Thr, dH-dH Pro, bH-bH Ser;
b) aH-bCH3 Ala, bH-gCH3 Thr;
c) aH-bH Val, Leu, Ile, Glu, Gln, Met,
Pro, Arg, Lys;
d) aH-bH Cys, Asp, Asn, Phe, Tyr,
His, Trp;
e) aH-aH Gly, aH-bH Thr, dH-dH Pro,
aH-bH, bH-bH Ser;
f) ароматичні протони, бокові
ланцюги Asn, Gln;
g) NH-aH;
h) dCH2-eNH Arg.
область “відбитків
пальців”

7.

TOCSY КОРЕЛЯЦІЇ – ВИЯВЛЕННЯ ОКРЕМИХ СПІНОВИХ
СИСТЕМ

8.

ПОРІВНЯННЯ TOCSY ТА COSY на прикладі кореляцій
амідних та аліфатичних протонів

9.

НАЙВАЖЛИВІШІ КОРЕЛЯЦІЇ В NOESY СПЕКТРАХ
ПЕПТИДІВ
а) NH, NH-ароматичні, аром.-аром.;
b)NH, аром.-aH, dH Ser, bH Ser, Thr;
c) NH, аром.-аліф.;
d) aH, dH Pro, bH Ser, Thr- aH, dH Pro;
bH Ser, Thr;
e) aH, dH Pro; bH Ser, Thr-аліф.,
f) аліф.-аліф.

10.

СТРАТЕГІЇ ВІДНЕСЕННЯ ПІКІВ В СПЕКТРАХ ПЕПТИДІВ
-оптимізація умов ЯМР-експериментів
- ідентифікація спінових систем (TOCSY, COSY):
враховується кількість протонів в спінових
системах та характеристичні хімічні зсуви
спінові системи ароматичних замісників

11.

СТРАТЕГІЇ ВІДНЕСЕННЯ ПІКІВ В СПЕКТРАХ ПЕПТИДІВ
спінові системи бічних ланцюгів

12.

СТРАТЕГІЇ ВІДНЕСЕННЯ ПІКІВ В СПЕКТРАХ ПЕПТИДІВ
спінові системи бічних ланцюгів

13.

СТРАТЕГІЇ ВІДНЕСЕННЯ ПІКІВ В СПЕКТРАХ ПЕПТИДІВ
спінові системи бічних ланцюгів

14.

СТРАТЕГІЇ ВІДНЕСЕННЯ ПІКІВ В СПЕКТРАХ ПЕПТИДІВ
типові хімічні зсуви для random coil
пептидів
залишок
NH
Hα
Hβ
Ala
Cys(red)
Cys(ox)
Asp
Glu
Phe
Gly
His
Ile
Lys
8.24
8.32
8.43
8.34
8.42
8.30
8.33
8.42
8.00
8.29
4.32
4.55
4.71
4.64
4.35
4.62
3.96
4.73
4.17
4.32
1.39
2.93, 2.93
3.25, 2.99
2.72, 2.65
2.06, 1.96
3.14, 3.04
Leu
Met
Asn
Pro
Gln
Arg
Ser
Thr
Val
Trp
Tyr
8.16
8.28
8.40
8.32
8.23
8.31
8.15
8.03
8.25
8.12
4.34
4.48
4.74
4.42
4.34
4.34
4.47
4.35
4.12
4.66
4.55
1.62, 1.62
2.11, 2.01
2.83, 2.75
2.29, 1.94
2.12, 1.99
1.86, 1.76
3.89, 3.87
4.24
2.08
3.29, 3.27
3.03, 2.98
3.29, 3.16
1.87
1.84, 1.75
інші протони
gCH2 2.31, 2.31
2,6H 7.28; 3,5H 7.38; 4H 7.32
2H 8.58; 4H 7.29
gCH2 1.45, 1.16; gCH3 0.91; δCH3 0.86
gCH2 1.44, 1.44; δCH2 1.68, 1.68;
εCH2 2.99, 2.99; εNH3+ 7.81
gCH 1.59; δCH3 0.92, 0.87
gCH2 2.60, 2.54; εCH3 2.10
gNH2 7.59, 6.91
gCH2 2.02, 2.02; δCH2 3.63, 3.63
gCH2 2.36, 2.36; δNH2 7.52, 6.85
gCH2 1.63, 1.63; δCH2 3.20, 3.20; εNH 8.07
gCH3 1.21
gCH3 0.94, 0.93
2H 7.27; 4H 7.65; 5H 7.18; 6H 7.25; 7H 7.50
2,6H 7.14; 3,5H 6.84

15.

ВСТАНОВЛЕННЯ АМІНОКИСЛОТНОЇ ПОСЛІДОВНОСТІ
-аналіз NOESY спектрів

16.

ВСТАНОВЛЕННЯ АМІНОКИСЛОТНОЇ ПОСЛІДОВНОСТІ
-аналіз NOESY + COSY спектрів

17.

ВСТАНОВЛЕННЯ КОНФОРМАЦІЇ ПОЛІПЕПТИДНОГО
ЛАНЦЮГА
-аналіз 3JNH-aCH

18.

ВСТАНОВЛЕННЯ КОНФОРМАЦІЇ ПОЛІПЕПТИДНОГО
ЛАНЦЮГА
-аналіз 3JNH-aCH
ТЕОРЕТИЧНІ ЗНАЧЕННЯ 3JHN-αH ДЛЯ ТИПОВИХ
ЕЛЕМЕНТІВ ВТОРИННОЇ СТРУКТУРИ ПЕПТИДІВ
ЕЛЕМЕНТ
θ
α-спіраль
310-спіраль
антипаралельна
b-складчата структура
паралельна
b-складчата структура
-57˚
-60˚
3.9 Hz
4.2 Hz
-139˚
8.9 Hz
-119˚
9.7 Hz
3J
HN-Αh

19.

ВСТАНОВЛЕННЯ КОНФОРМАЦІЇ ПОЛІПЕПТИДНОГО
ЛАНЦЮГА