Was ist die Bedeutung und Methode hinter Ramachandran-Plots?
Emmi MC
Mein PI hat heute im Unterricht einen Ramachandran-Plot mit minimaler Erklärung gezeigt, aber ich bin daran interessiert, mehr herauszufinden. Ich verstehe, dass das Ramachandran-Diagramm die Beziehung zwischen dem Omega-Phi- und Psi-Winkel auf beiden Seiten eines Aminosäure-Alpha-Kohlenstoffs zeigt, aber es gibt ein paar weitere Punkte, über die ich verwirrt bin:
a.) Was beschreiben diese Winkel? Sind sie nur Diederwinkel, die eine Translation um die Bindungsachse zeigen?
b.) Warum sind diese Winkel über die Identifizierung einer Sekundärstruktur hinaus wichtig? Können sie stattdessen verwendet werden, um die Aminosäurekomponenten oder nur Struktureinheiten auf höherer Ebene zu identifizieren?
c.) Welche Art von Instrument wird verwendet, um die Daten zu sammeln, und wie werden die Winkel auf beiden Seiten eines einzelnen Alpha-Kohlenstoffs korreliert?
Antworten (1)
bobthejoe
Ramachandran-Diagramme zeigen die Beziehung zwischen den Phi- und Psi-Winkeln eines Proteins in Bezug auf die Diederwinkel zwischen dem N und dem C-Alpha und dem C-Alpha und dem C-Beta. Abgesehen davon neigt der Omega-Winkel zwischen C-Beta und N dazu, aufgrund von Pi-Pi-Wechselwirkungen fest zu sein.
Diederwinkel
Aufgrund sterischer Konflikte zwischen den Seitenketten sind den möglichen Verteilungen der Phi- und Psi-Winkel Grenzen gesetzt. Darüber hinaus führen andere Beschränkungen durch die Struktur höherer Ordnung zur Annahme definierter Phi-Psi-Winkel. Unter Verwendung von Daten aus gelösten Kristallstrukturen ist ersichtlich, dass die Diederwinkel spezifische Konformationen in einem Protein annehmen.
RAMACHANDRAN PLOT von Lovell et al.
Darüber hinaus kann angemerkt werden, dass einige dieser Konformationen sich auf spezifische Sekundärstrukturen beziehen. Wie oben zu sehen ist, nehmen Peptide in Alpha-Helices und Beta-Faltblättern einen noch eingeschränkteren Satz von Phi-Psi-Winkeln an. Bestimmte Aminosäuren wie Glycin und Prolin, die sich von kanonischen Aminosäuren unterscheiden, haben einen einzigartigen Ramachandran-Plot.
Die Winkel aus einem Ramachandran-Plot sind nicht nur nützlich, um die Rolle einer Aminosäure in der Sekundärstruktur zu bestimmen, sondern können auch verwendet werden, um die Lösung einer Kristallstruktur zu verifizieren. Darüber hinaus unterstützt es bei Simulationen zur Vorhersage von Zwangsstrukturen und hilft bei der Definition von Energiefunktionen.
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