Biochemie und analytische Biochemie

Abstrakt

Handhabung von Selenomethioninen bei der makromolekularen Verfeinerung

Jarosław Błaszczyk

In der Proteindatenbank finden wir Röntgenstrukturen, die aus Selen-abgeleiteten Proteinen bestimmt wurden, doch die hinterlegten Koordinaten enthalten zu unserer Überraschung native Methionine. Das Problem ist wahrscheinlich auf einen unvollständigen Ersatz nativer Methionine durch Selenomethionine während der chemischen Reaktion zurückzuführen. Wenn aus einer solchen Probe ein Kristall wächst und später einer Röntgenanalyse unterzogen wird, kann er teilweises Vorhandensein von nativem Schwefel aufweisen. Dieser Artikel ist ein Beitrag zur Diskussion über die Verfeinerung von Selenomethioninen. Zweck dieser Arbeit ist es zu erklären, warum Selenomethionine nicht rein als native Methionine verfeinert werden können, insbesondere in makromolekularen Strukturen, die mit hoher Auflösung bestimmt wurden. Dies ist wichtig, weil Selen und Schwefel unterschiedliche chemische Elemente sind. Um die Bedeutung der Verfeinerung des richtigen Atomtyps zu erklären, liefert der Autor Beweise, die er hauptsächlich aus seinen zuvor gemeldeten kleinen organischen Strukturen gesammelt hat, die Schwefel oder Selen enthalten. Der Autor betont, dass die Röntgenstrukturen, die Selen enthalten, nie mit ihren schwefelhaltigen Analoga identisch sind. Sie unterscheiden sich zumindest in den jeweiligen Bindungslängen. Zwei öffentlich verfügbare Röntgenstrukturen wurden erneut verfeinert, ein kleines Molekül und ein Makromolekül, bei dem der Atomtyp absichtlich geändert wurde. Die Verfeinerung des chemisch falschen Atomtyps führte zu einem nicht natürlichen Verhalten der atomaren Verschiebungsparameter. Der Autor schlussfolgert, dass Strukturen mit falschen Atomtypen die experimentellen Daten nicht darstellen, sondern nur als Modelle dienen können. Im PDB finden sich Beispiele, die zeigen, dass Selenomethionine in nicht vollständig Se-Met-derivatisierten Proteinen mit willkürlich angenommenen fraktionalen Besetzungen von weniger als 100 % verfeinert werden können. Dies inspirierte den Autor dazu, verschiedene erneute Verfeinerungen der oben erwähnten Se-Met-Struktur durchzuführen, die S-Atome in Koordinaten enthielt. Bei diesen erneuten Verfeinerungen werden Selenomethionine auf unterschiedliche Weise behandelt und die Ergebnisse verglichen. Der Autor schlägt als Methode die Verfeinerung der chemischen Identitäten Selen und Schwefel mit fraktionalen Besetzungen vor.