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Índice de bobina aleatorio

Ejemplos de correlación entre RCI y otros métodos para medir amplitudes de movimiento en proteínas. NMR RMSD - fluctuaciones cuadráticas medias de coordenadas atómicas en conjuntos de RMN, MD RMSD - fluctuaciones cuadráticas medias de coordenadas atómicas en conjuntos MD, S2 - parámetro de orden sin modelo, RCI - índice de bobina aleatorio, factor B - factor de temperatura de X -estructuras de rayos; RCI->NMR RMSD - fluctuaciones cuadráticas medias de coordenadas atómicas en conjuntos de RMN predichas a partir de RCI, RCI->MD RMSD - fluctuaciones cuadráticas medias de coordenadas atómicas en conjuntos MD predichas a partir de RCI, RCI->S2 - parámetro de orden sin modelo predicho a partir de RCI, RCI->factor B: factor de temperatura de las estructuras de rayos X predicho a partir de RCI.

El índice de bobina aleatoria (RCI) predice la flexibilidad de las proteínas calculando un promedio ponderado inverso de los cambios químicos secundarios de la columna vertebral y prediciendo valores de parámetros de orden sin modelo, así como RMSD por residuo de RMN y conjuntos de dinámica molecular a partir de este parámetro. [1]

Las ventajas clave de este protocolo sobre los métodos existentes para estudiar la flexibilidad de las proteínas son

  1. no requiere conocimiento previo de la estructura terciaria de una proteína ,
  2. no es sensible a la caída general de la proteína y
  3. no requiere mediciones de RMN adicionales más allá de los experimentos estándar para las asignaciones troncales. [2]

La aplicación de cambios químicos secundarios para caracterizar la flexibilidad de las proteínas se basa en la suposición de que la proximidad de los cambios químicos a los valores aleatorios de las espirales es una manifestación de una mayor movilidad de las proteínas, mientras que las diferencias significativas con respecto a los valores aleatorios de las espirales son una indicación de una estructura relativamente rígida. [1]

Aunque los desplazamientos químicos de residuos rígidos pueden adoptar valores de bobina aleatorios como resultado de contribuciones comparables de efectos de blindaje y desprotección (por ejemplo, ángulos de torsión, enlaces de hidrógeno, corrientes anulares, etc.), combinar los desplazamientos químicos de múltiples núcleos en un solo parámetro permite disminuir la influencia de estos falsos positivos de flexibilidad. El rendimiento mejorado se origina en las diferentes probabilidades de que se encuentren cambios químicos aleatorios en la bobina de diferentes núcleos entre los residuos de aminoácidos en regiones flexibles frente a regiones rígidas. Por lo general, es menos probable que los residuos en hélices rígidas o cadenas beta rígidas tengan más de un cambio químico aleatorio en espiral entre los cambios de su columna vertebral que los residuos en regiones móviles. [2]

El cálculo real del RCI implica varios pasos adicionales que incluyen el suavizado de desplazamientos secundarios sobre varios residuos adyacentes, el uso de correcciones de residuos vecinos, la re-referenciación de desplazamientos químicos , el llenado de espacios, la escala de desplazamientos químicos y ajustes numéricos para evitar la división por cero. problemas. Luego se escalan los cambios químicos secundarios de 13C, 15 N y 1H para tener en cuenta las frecuencias de resonancia características de estos núcleos y proporcionar consistencia numérica entre las diferentes partes del protocolo. Una vez realizadas estas correcciones de escala, se calcula el RCI. En este punto también se puede aplicar la ''corrección del efecto final''. El último paso del protocolo implica suavizar el conjunto inicial de valores de RCI mediante un promedio de tres puntos. [3] [4]

Ver también

Referencias

  1. ^ ab Mark, Berjanskii; David Wishart (2005). "Un método sencillo para predecir la flexibilidad de las proteínas mediante cambios químicos secundarios". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 127 (43): 14970–14971. doi :10.1021/ja054842f. PMID  16248604.
  2. ^ ab Mark, Berjanskii; David Wishart (2008). "Aplicación del índice de bobina aleatoria al estudio de la flexibilidad de las proteínas". Revista de RMN biomolecular . 40 (1): 31–48. doi :10.1007/s10858-007-9208-0. PMID  17985196. S2CID  40798448.
  3. ^ Marcos, Berjanskii; David Wishart (2006). "RMN: predicción de la flexibilidad de las proteínas". Protocolos de la Naturaleza . 1 (2): 683–688. doi :10.1038/nprot.2006.108. PMID  17406296. S2CID  38611388.
  4. ^ Marcos, Berjanskii; David Wishart (2007). "El servidor RCI: cálculo rápido y preciso de la flexibilidad de las proteínas mediante cambios químicos". Investigación de ácidos nucleicos . 35 (problema del servidor web): W531–W537. doi : 10.1093/nar/gkm328. PMC 1933179 . PMID  17485469.