Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Site directed spin labeling (SDSL) – это метод исследования структуры и локальной динамики белков с использованием электронного спинового резонанса. Теория SDSL основана на специфической реакции спиновых меток с аминокислотами. Встроенная в структуру белка спиновая метка может быть обнаружена с помощью EPR-спектроскопии. SDSL также является полезным инструментом при изучении процесса сворачивания белка.
Site directed spin labeling (SDSL) is a technique for investigating the structure and local dynamics of proteins using electron spin resonance. The theory of SDSL is based on the specific reaction of spin labels with amino acids. A spin label's built in protein structure can be detected by EPR spectroscopy. SDSL is also a useful tool in examinations of the protein folding process.
Маркировка спина
Направленная спиновая метка (SDSL) была впервые разработана в лаборатории доктора В. Л. Хаббелла. В SDSL участки для присоединения спиновых меток вводятся в рекомбинантные белки посредством направленного мутагенеза. Функциональные группы, содержащиеся в спиновой метке, определяют их специфичность. При нейтральном pH тиольные группы белков специфически реагируют с функциональными группами метантиосульфоната, малеимида и йодоацетамида, образуя ковалентную связь с аминокислотой Cys. Спиновые метки являются уникальными молекулярными репортерами, поскольку они парамагнитны (содержат неспаренный электрон). Спиновые метки были впервые синтезированы в лаборатории Х. М. Макконнелла в 1965 году. С тех пор различные нитроксидные спиновые метки получили широкое применение для изучения макромолекулярной структуры и динамики благодаря их стабильности и простому EPR-сигналу. Нитроксильный радикал (NО) обычно включается в гетероциклическое кольцо (например, пирролидин), а неспаренный электрон преимущественно локализован в связи NО. После включения в белок движения спиновой метки определяются его локальным окружением. Поскольку спиновые метки чрезвычайно чувствительны к движению, это оказывает существенное влияние на их EPR-спектр. Сборка мультисубъединичных мембранных белковых комплексов также изучалась с использованием спиновой маркировки. Связывание субъединицы PsaC с субъединицами PsaA и PsaB фотосинтетического реакционного центра, фотосистемы I, было детально проанализировано с использованием этой методики. Группа доктора Ральфа Лангена показала, что SDSL в сочетании с EPR (Университет Южной Калифорнии, Лос-Анджелес) может быть использована для понимания структуры амилоидных фибрилл и структуры мембранного белка альфа-синуклеина, связанного с болезнью Паркинсона. Исследование 2012 года позволило получить структуру фибрилл IAPP с высоким разрешением, используя комбинацию SDSL, импульсной EPR и вычислительной биологии.
Site directed spin labeling (SDSL) was pioneered in the laboratory of Dr. W. L. Hubbell. In SDSL, sites for attachment of spin labels are introduced into recombinantly expressed proteins by site directed mutagenesis. Functional groups contained within the spin label determine their specificity. At neutral pH, protein thiol groups specifically react with the functional groups methanethiosulfonate, maleimide, and iodoacetamide, creating a covalent bond with the amino acid Cys. Spin labels are a unique molecular reporter, in that they are paramagnetic (contain an unpaired electron). Spin labels were first synthesized in the laboratory of H. M. McConnell in 1965. Since then, a variety of nitroxide spin labels have enjoyed widespread use for the study of macromolecular structure and dynamics because of their stability and simple EPR signal. The nitroxyl radical (N O) is usually incorporated into a heterocyclic ring (e. g. pyrrolidine), and the unpaired electron is predominantly localized to the N O bond. Once incorporated into the protein, a spin label's motions are dictated by its local environment. Because spin labels are exquisitely sensitive to motion, this has profound effects on its EPR spectrum. The assembly of multi subunit membrane protein complexes has also been studied using spin labeling. The binding of the PsaC subunit to the PsaA and PsaB subunits of the photosynthetic reaction center, Photosystem I, has been analyzed in great detail using this technique. Dr. Ralf Langen's group showed that SDSL with EPR (University of Southern California, Los Angeles) can be used to understand the structure of amyloid fibrils and the structure of membrane bound Parkinson's disease protein alpha synuclein. A 2012 study generated a high resolution structure of IAPP fibrils using a combination of SDSL, pulse EPR and computational biology.