Кіріспе

Сутегін деутериймен алмастыру (HD немесе H/D алмасу деп те аталады) - ковалентті байланыстағы сутегін атомы деутерий атомымен ауыстырылатын немесе керісінше болатын химиялық реакция. Оны алмастырылатын протондар мен деутерондарға қолдануға болады, онда мұндай түрлендіру кез-келген катализаторсыз, қолайлы дейтерий көзі болған кезде болады. Қышқыл, негіз немесе металл катализаторларын қолдану, жоғары температура мен қысыммен бірге, сутегінің алмастырылмайтын атомдарын алмастыруды жеңілдетеді, егер субстрат қолданылатын жағдайларға және реагенттерге берік болса. Бұл көбінесе пердеутеризацияға әкеледі: молекуладағы алмастырылмайтын сутегі атомдарының сутегін деутериймен алмастыру. Әдетте осылай зерттелген алмастырылатын протонның мысалы - ақуыздың арқа сүйегіндегі амидтердің протондары.

Айырбастау реакциясы

Протологиялық ерітіндіде гидроксилдік немесе аминдұрамдағы сияқты алмастырылатын протондар еріткішпен протондарды алмасады. Егер D2O еріткіш болса, онда деутерондар осы орындардан қосылады. Ауысу реакциясын әр түрлі әдістерді қолдана отырып бақылауға болады (бағдарламаны қараңыз). Бұл алмасу тепе-теңдік реакциясы болғандықтан, дейтерийдің молярлық мөлшері субстраттың алмастырылатын протондарына қарағанда жоғары болуы керек. Мысалы, деутерий H2O-дағы ақуызға H2O ерітіндісін D2O-мен сұйыту арқылы қосылады (мысалы, он есе). Әдетте алмасу физиологиялық рН-де (7.08.0) жүргізіледі, онда ақуыздар конформациялық күйлерінің ең табиғи ансамблінде болады. Оның басты кемшілігі - бұл аталған белок үшін спектрді алдын ала тағайындауды талап етеді. Бұл өте көп жұмыс талап ететін әдіс болып табылады және әдетте 25 кДа-дан кіші протеиндермен шектеледі. HSQC спектрін жазу үшін бірнеше минуттан бірнеше сағатқа дейін уақыт қажет болғандықтан, тез алмасатын амидтерді басқа импульс тізбектерін қолдану арқылы өлшеу керек.

Массалық спектрометрия

Сутегін деутериймен алмастыру массалық спектрометриясы (HX MS немесе HDX MS) H/D алмасуы болған молекулалардың жалпы деутерий құрамын анықтайды. Сынаманы дайындау талап етілетіндіктен, ол әдетте алмастырылмайтын сутек атомдарын ғана дәл өлшеуді қамтамасыз етеді деп есептеледі. Сондай-ақ иондау алдында газ фазасында немесе ерітінді фазасында H / D алмасуы мүмкін. NMR спектроскопиясында HD алмасу реакцияларын талдау үшін бірнеше артықшылықтары бар: материалдың мөлшері әлдеқайда аз, үлгі концентрациясы өте төмен болуы мүмкін (0,1 uM-ге дейін), өлшем шегі әлдеқайда үлкен және деректер әдетте әлдеқайда тез жиналып, түсіндірілуі мүмкін. Алайда, иондардың қызуына себеп болатын аспап параметрлерін мұқият оңтайландыру арқылы, сутегінің ығысуын ығысу пайда болмайтын әдісті қолдана отырып, бөлшектеуді жүзеге асырғанға дейін ерітінді фазасының изотоптық таңбалауын сақтайтын дәрежеде азайтуға болады. Жақында ультрафиолет фотодисоциациясы (УФДФ) деутерийді пептидтер мен белоктардың ішінде локализациялаудың ықтимал фрагментациялау әдісі ретінде зерттелді. Осыған байланысты қорытындылар әртүрлі болды, белгілі бір жағдайларда ығысудан өтпеген UVPD фрагменттерін алу мүмкін болса, басқалары UVPD фрагментациясының өзінде пептидтер мен ақуыздар үшін де ығысу болуы мүмкін екенін көрсетті. Яғни, егер эксперименттік жағдайлар тікелей диссоциацияға қолайлы болса және прекурсорлық ион бөлшектену алдында және оның барысында төмен ішкі энергияда сақталса, алынған фрагменттердің дейтерий деңгейі кодталмаған прекурсорға сәйкес келеді. және белок- белок өзара әрекеттесуі.

HDX сайт онлайн веб-сервері

HDXsite - HDX модельдеуші, эксперименталды HDX деректерінің ажыратылуын арттыру және жеке қалдықтар үшін қорғау факторларын модельдеу сияқты кейбір қосымшаларды қамтитын онлайн веб-сервер.