圓二色光譜在研究蛋白結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用-文庫(kù)吧
2025-06-04 00:16 本頁(yè)面
【正文】 用圓二色光譜數(shù)據(jù)估計(jì)了蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)[3]，之后有關(guān)CD光譜研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的報(bào)道增多。近幾年來(lái)，圓二色技術(shù)得到了科學(xué)工作者越來(lái)越多的關(guān)注。蛋白質(zhì)一般有一級(jí)結(jié)構(gòu)、二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)、四級(jí)結(jié)構(gòu)幾個(gè)主要結(jié)構(gòu)層次, 有的還有結(jié)構(gòu)域或超二級(jí)結(jié)構(gòu)。在蛋白質(zhì)和多肽分子中,肽鏈骨架中的肽鍵、芳香氨基酸殘基及二硫橋鍵是主要的光活性生色基團(tuán),當(dāng)平面圓偏振光通過(guò)時(shí), 這些生色基團(tuán)對(duì)左右圓偏振光的吸收不同, 造成偏振光矢量的振幅差, 使得圓偏振光變成了橢圓偏振光,就產(chǎn)生了蛋白質(zhì)的圓二色性[4]。另外，有的蛋白質(zhì)輔基對(duì)蛋白質(zhì)的圓二色性也有影響。蛋白質(zhì)的圓二色性主要由活性生色基團(tuán)及折疊結(jié)構(gòu)兩方面圓二色性的總和。根據(jù)電子躍遷能級(jí)能量的大小，蛋白質(zhì)的CD光譜分為三個(gè)波長(zhǎng)范圍[5] (1)250nm以下的遠(yuǎn)紫外光譜區(qū)，圓二色性主要由肽鍵的nπ*電子躍遷引起(酰胺鍵的吸收在190nm250nm)，這一波長(zhǎng)范圍的CD譜包含蛋白質(zhì)主鏈構(gòu)象的信息。(2)250～300nm的近紫外光譜區(qū)[6]，主要由側(cè)鏈芳香基團(tuán)的ππ*電子躍遷引起,這一區(qū)域可給出“局域”側(cè)鏈間的相互作用。(3)300700nm的紫外可見(jiàn)光光譜區(qū)，主要由蛋白質(zhì)輔基等外在生色基團(tuán)引起。這一波段的CD譜對(duì)金屬離子的氧化態(tài)、配位態(tài)及鏈與鏈間的相互作用敏感。遠(yuǎn)紫外區(qū)的圓二色光譜反映了蛋白質(zhì)或多肽的規(guī)則二級(jí)結(jié)構(gòu)中肽鍵排列的方向和能級(jí)躍遷情況, 通過(guò)對(duì)譜帶位置和吸收強(qiáng)弱的分析對(duì)比, 就能研究不同蛋白質(zhì)或多肽的二級(jí)結(jié)構(gòu)。 近紫外區(qū)的圓二色光譜反映了芳香族氨基酸殘基和二硫鍵在不對(duì)稱環(huán)境中的圓二色性, 主要揭示蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)信息，研究不對(duì)稱微環(huán)境的變化和影響, 對(duì)肽鍵在遠(yuǎn)紫外區(qū)的CD信號(hào)并不造成干擾, 在研究中可以將這些信息作為光譜探針。紫外可見(jiàn)光譜主要用于輔基的偶合分析[7]。遠(yuǎn)紫外區(qū)CD光譜主要反映肽鍵的圓二色性。在蛋白質(zhì)或多肽的規(guī)則二級(jí)結(jié)構(gòu)中，肽鍵是高度有規(guī)律排列的，其排列的方向性決定了肽鍵能級(jí)躍遷的分裂情況。具有不同二級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)或多肽所產(chǎn)生CD譜帶的位置、吸收的強(qiáng)弱都不相同。α一螺旋結(jié)構(gòu)在靠近192nm有一正的譜帶，在222nm和208nm處表現(xiàn)出兩個(gè)負(fù)的特征肩峰譜帶；β折疊的CD光譜在216nm有一負(fù)譜帶，在185200nm有一正譜帶；β轉(zhuǎn)角則在206nm附近有一正CD譜帶；而左手螺旋P2構(gòu)象在相應(yīng)的位置有負(fù)的CD譜帶。單一波長(zhǎng)常用于測(cè)定蛋白質(zhì)或多肽由動(dòng)力學(xué)或熱力學(xué)引起的二級(jí)結(jié)構(gòu)的變化[8]。隨著光學(xué)技術(shù)發(fā)展及同步加速器輻射圓二色(SRCD)光譜技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)紫外測(cè)量光譜可以展寬到190nm以下的真空遠(yuǎn)紫外區(qū)。由于這一CD光譜區(qū)域內(nèi)，包含著更為豐富的蛋白
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