Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Спиновый ярлык (SL) – это органическая молекула, обладающая неспаренным электроном, обычно на атоме азота, и способностью связываться с другой молекулой. Спиновые ярлыки обычно используются как инструменты для изучения локальной динамики белков или биологических мембран с помощью спектроскопии электронного парамагнитного резонанса. Метод спин-маркировки с направленным введением (SDSL) позволяет контролировать определенный участок в белке. При изучении структуры белка можно использовать спиновые ярлыки, специфичные для аминокислот. Цель спин-маркировки в некоторой степени схожа с целью изотопного замещения в спектроскопии ЯМР. В этом случае атом, не имеющий ядерного спина (и, следовательно, не проявляющий активности в ЯМР), заменяется изотопом с ненулевым спином I ≠ 0 (и, следовательно, активным в ЯМР). Этот метод полезен для отслеживания химического окружения атома, когда полная замена активным изотопом для ЯМР невозможна. В последнее время спин-маркировка также используется для изучения локального химического окружения непосредственно в спектроскопии ЯМР, в технике, известной как усиление парамагнитной релаксации (PRE). Недавние достижения в теории и экспериментальных измерениях PRE позволили обнаруживать, характеризовать и визуализировать редконаселенные состояния белков и их комплексов. Эти состояния, невидимые для традиционных биофизических и структурных методов, играют ключевую роль во многих биологических процессах, включая молекулярное распознавание, аллостерию, макромолекулярную сборку и агрегацию.
A spin label (SL) is an organic molecule which possesses an unpaired electron, usually on a nitrogen atom, and the ability to bind to another molecule. Spin labels are normally used as tools for probing proteins or biological membrane local dynamics using electron paramagnetic resonance spectroscopy. The site directed spin labeling (SDSL) technique allows one to monitor a specific region within a protein. In protein structure examinations, amino acid specific SLs can be used. The goal of spin labeling is somewhat similar to that of isotopic substitution in NMR spectroscopy. There one replaces an atom lacking a nuclear spin (and so is NMR silent) with an isotope having a spin I ≠ 0 (and so is NMR active). This technique is useful for tracking the chemical environment around an atom when full substitution with an NMR active isotope is not feasible. Recently, spin labelling has also been used to probe chemical local environment in NMR itself, in a technique known as Paramagnetic Relaxation Enhancement (PRE). Recent developments in the theory and experimental measurement of PREs have enabled the detection, characterization and visualization of sparsely populated states of proteins and their complexes. Such states, which are invisible to conventional biophysical and structural techniques, play a key role in many biological processes including molecular recognition, allostery, macromolecular assembly and aggregation.
Применение спинового ЭПР
Жирные кислоты, меченные спиновыми метками, широко используются для изучения динамической организации липидов в биомембранах и мембранной биофизики. Например, стеариновая кислота, меченная аминоксильной спиновой меткой в различных положениях (5, 7, 9, 12, 13, 14 и 16) относительно первого углерода карбонильной группы, использовалась для изучения градиента гибкости мембранных липидов с целью понимания условий текучести мембраны на различных глубинах организации липидного бислоя.
Spin labelled fatty acids have been extensively used to understand dynamic organization of lipids in bio membranes and membrane biophysics. For example, stearic acid labelled with aminoxyl spin label moiety at various carbons (5, 7, 9, 12, 13, 14 and 16) with respect to first carbon of carbonyl group have been used to study the flexibility gradient of membrane lipids to understand membrane fluidity conditions at different depths of their lipid bilayer organization.