通过¹³C非共振旋转框架自旋晶格弛豫评估蛋白质旋转扩散：主链和侧链内部运动的影响。

Assessment of protein rotational diffusion by 13C off-resonance rotating frame spin-lattice relaxation: effect of backbone and side-chain internal motion.

作者信息

Wang S X, Stevens A, Schleich T

机构信息

Department of Chemistry and Biochemistry, Sinsheimer Laboratories, University of California, Santa Cruz 95064.

出版信息

Biopolymers. 1993 Oct;33(10):1581-9. doi: 10.1002/bip.360331008.

DOI:10.1002/bip.360331008

PMID:8218925

Abstract

The 13C off-resonance rotating frame spin-lattice relaxation technique is applicable to the study of protein rotational diffusion behavior in a variety of experimental situations. The original formalism of James and co-workers (1978) (J. Am. Chem. Soc. Vol. 100, pp. 3590-3594) incorporated random isotropic reorientational motion of a rigid spherical rotor with no provision for backbone or side-chain carbonyl group internal motion. Here we demonstrate that the failure to include such internal motion may lead to erroneous rotational correlation time determinations for overall reorientational motion. The effect becomes severe for protein molecular masses in excess of 100 kD. Inclusion of both backbone and side-chain carbonyl carbon internal motion, using reasonable parameters derived from the literature [R. Levy and M. Karplus (1979), Chemical Physics Letters, Vol. 65, pp. 4-11; G. Careri, P. Fasella, and E. Gratton (1975), Critical Reviews in Biochemistry, Vol. 3, pp. 141-164; G. Lipari, A. Szabo, and R. LEvy (1982), Nature, Vol. 300, pp. 197-198], plus corrections for anisotropic tumbling [C. F. Morgan, T. Schleich, G. H. Caines, and D. Michael (1990), Biopolymers, Vol. 29, pp. 469-480] and microscopic viscosity [S. H. Koenig (1980), ACS Symposium Series, Vol. 127, pp. 157-176], leads to reliable values for the correlation time describing overall protein reorientation up to molecular masses of approximately 1000 kD.

摘要

13C 非共振旋转框架自旋 - 晶格弛豫技术适用于在各种实验情况下研究蛋白质的旋转扩散行为。詹姆斯及其同事（1978 年）（《美国化学会志》第 100 卷，第 3590 - 3594 页）的原始形式体系纳入了刚性球形转子的随机各向同性重取向运动，未考虑主链或侧链羰基的内部运动。在此我们证明，未纳入这种内部运动会导致对整体重取向运动的旋转相关时间测定出现错误。对于分子量超过 100 kD 的蛋白质，这种影响会变得很严重。使用从文献中得出的合理参数 [R. 利维与 M. 卡尔普斯（1979 年），《化学物理快报》第 65 卷，第 4 - 11 页；G. 卡雷里、P. 法塞拉与 E. 格拉顿（1975 年），《生物化学评论》第 3 卷，第 141 - 164 页；G. 利帕里、A. 萨博与 R. 利维（1982 年），《自然》第 300 卷，第 197 - 198 页]，再加上对各向异性翻滚 [C. F. 摩根、T. 施莱希、G. H. 凯因斯与 D. 迈克尔（1990 年），《生物聚合物》第 29 卷，第 469 - 480 页] 和微观粘度 [S. H. 凯尼格（1980 年），《美国化学会专题系列》第 127 卷，第 157 - 176 页] 的校正，可得出描述蛋白质整体重取向的相关时间的可靠值，直至分子量约为 1000 kD。