Биофизическая химия. Том 2 - Кантон Ч.
Скачать (прямая ссылка):
14.3 приведены типичные средние длины рассеяния для некоторых
дейтерированных или протонированных объектов. Предположим, что объект
состоит из двух компонент 1 и 2, которые преимущественно помечены, один -
водородом, а другой - дейтерием. Подбирая (Н20-020)-состав растворителя,
можно найти такие условия, когда <о,> s <os> или < о2> = < cts> . В этом
случае рассеяние от одного из компонентов подавляется, и мы наблюдаем
лишь -другой компонент.
На практике измерения осложняются тем обстоятельством, что одни протоны
обмениваются с растворителем, а другие - нет. Этот эффект требует
введения соответствующих поправок. Кроме того, чтобы перейти от
измеренных рассеивающих плотностей к реальной структурной информации,
например функции радиального распределения массы, мы должны достаточно
много знать о химическом составе объекта.
Рассмотрим объект, у которого два преимущественно дейтерированных
компонента входят в состав в целом недейтерированной структуры. Например,
таким объектом могла бы быть реассоциированная рибосомная частица, где
дейтерированными являются только два белка, а все остальные белки и 16S-
pHK не дейтерированы. Сравним интенсивность рассеяния /12(5), ожидаемую
для такой частицы, с интенсивностями для частицы, у которой дейтерневое
замещение проведено либо только для первого, либо для второго из двух
выделенных белков, /j(S) и /2(S), и с интенсивностью I(S) для полностью
недейтерированной 30S-частицы.
444 ГЛАВА 14
Полные интенсивности будут содержать вклад от недейтерированной частицы
/(S), дополнительные вклады от каждого нз дейтерированных компонентов,
ij(S) и "2(S), а также вклады за счет интерференции: как между каждым
дейтерированным компонентом и частицей как целым, C,(S) и C2(S), так и
между самими дейтерированными компонентами C12(S). Таким образом, можно
написать
Il2(S) = I(S) + h(S) + i2(S) + C,(S) 4- C2(S) + Cl2{S) (14.66a)
I^S) = I(S) + iJS) + C^S) (14.666)
I2(S) = I{S) + 12(S) + C2(S) (14.66b)
Решая эти три уравнения относительно С12, получаем
C12(S) = /12(S) + I(S) - /,(S) - I2(S) (14.67)
Поскольку каждую из величин в правой части уравнения (14.67) можно
измерить, С12 (белок-белковая интерференция) определяется прямо из
эксперимента.
A S, А-1 Б г.к
РИС. 14.18. Нейтронное рассеяние от 305-частиды рибосом E.coli, где два
белка дейтерированы, а все остальные рибосомные составляющие содержат
обычный водород. А. Интерференционный член C,2(S) для случаев, когда
дейтерированы пары белков S2 и S5 (кривая 1), S5 и S8 (кривая 2), S3 и S7
(кривая 3) и когда вовсе нет дейтерированных белков (кривая 4.). Член
C,2(S) определяется уравнениями (14.67) и (14.68). Б. Радиальная функция
Паттерсона, которая получается из данных, представленных кривыми I и 2 на
рис. А Для пары белков S5 и S8 распределение межбелковых расстояний
является узким, указывая на то, что каждый из белков является компактной
структурой и что они расположены близко друг к другу. В противоположность
этому у пары белков S2 и S5 распределение расстояний широкое и указывает
на то, что по крайней мере один из белков имеет вытянутую конформацию.
[Engelman D., Moore P., Schoenborn В., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 72,
3887 (1975).]
ДРУГИЕ МЕТОДЫ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ РАССЕЯНИЕ И ДИФРАКЦИЮ 445
В простом случае двух сферических белков эта интерференция может быть
описана как
Ciг(^) = 2 (°белок ~ (ТрибОСОМн) Fj(S)Fj(S) s\n^lTidi2S)/2.Tid 12^
(14.68а)
где FluF2 - сферически-усредненные структурные факторы двух отдельных
сфер ["нейтронная" аналогия уравнения (14.37)], a cf12 - расстояние между
их центрами, и
^рибосома - 3X0 соответственно средние нейтронные рассеивающие плотности
двух выделенных белков и остальной части рибосомы. Мы не будем давать
вывода этого уравнения (см. задачу 14.1), но, сравнивая его с уравнением
(14.31), можно по крайней мере "примириться" с множителем
sin(2irt/12S)/2i"/12S. Он показывает, что интерференционный член как
функция S представляет собой последовательность максимумов и минимумов.
Первое нулевое значение появится при S = 1/2dl2, что позволяет легко
оценить cf12-
На рис. 14.18, А представлены результаты определений С12(5) для
нескольких пар рибо-сомных белков 308-частицы. Поведение Cl2(S) полностью
соответствует уравнению (14.68а). Например, первый нуль в
интерференционном члене для пары белков S3 и S8 появляется при S = (1/70)
А " *, что отвечает dn = 35 А. Если учесть размеры белков S5 и S8, то это
вполне согласуется с тем, чего следует ожидать для двух белков,
находящихся в тесном контакте.
Заметим, что величину C12(S) можно подвергнуть синус-преобразованию
Фурье. По аналогии с тем, чтр мы показали в этой главе ранее, такое
преобразование приводит к радиальной функции Паттерсона:
U(r) = (r/я) J" dSCl2(S)S sin 2nSr (14.686)
Функция U(г) дает вероятность существования межбелковых векторов с длиной
г. Зная (/(г), можно судить о некоторых деталях формы и ориентации
белков. Два соответствующих примера иллюстрируются на рис. 14.18, Б.
