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ランダムコイル指数（RCI）は、バックボーンの二次化学シフトの逆加重平均を計算し、このパラメータからモデルフリー秩序パラメータの値を予測し、NMRおよび分子動力学アンサンブルの残基ごとのRMSDを予測 することで、タンパク質の柔軟性を予測します。[1]
タンパク質の柔軟性を研究する既存の方法に対するこのプロトコルの主な利点は、
- タンパク質の三次構造に関する事前の知識は必要なく、
- タンパク質全体の回転には敏感ではなく、
- バックボーンの割り当てのための標準的な実験以外の追加のNMR測定は必要ありません。[2]
タンパク質の柔軟性を特徴付けるために二次化学シフトを適用することは、化学シフトがランダムコイル値に近いことはタンパク質の移動性の増加の現れであり、ランダムコイル値との大きな差は比較的硬い構造を示しているという仮定に基づいています。[1]
剛性残基の化学シフトは、遮蔽効果と脱遮蔽効果（ねじれ角、水素結合、環電流など）の同等の寄与の結果としてランダムコイル値を採用する可能性があるが、複数の核からの化学シフトを単一のパラメータに組み合わせることで、これらの柔軟性の偽陽性の影響を減らすことができる。パフォーマンスの向上は、柔軟な領域と剛性の領域のアミノ酸残基間で異なる核からのランダムコイル化学シフトが見つかる確率が異なることに由来する。通常、剛性ヘリックスまたは剛性ベータストランド内の残基は、可動領域の残基よりもバックボーンシフトの間に複数のランダムコイル化学シフトを持つ可能性が低い。[2]
RCI の実際の計算には、隣接する残基間の二次シフトの平滑化、隣接残基補正の使用、化学シフトの再参照、ギャップの埋め合わせ、化学シフトのスケーリング、ゼロ除算の問題を防ぐための数値調整など、いくつかの追加手順が含まれます。13C、15 N、1H の二次化学シフトは、これらの核の特性共鳴周波数を考慮し、プロトコルのさまざまな部分間で数値の一貫性を保つためにスケーリングされます。これらのスケーリング補正が完了すると、RCI が計算されます。この時点で、「エンド効果補正」も適用できます。プロトコルの最後の手順では、3 点平均化によって RCI 値の初期セットを平滑化します。[3] [4]
参照
参考文献
- ^ ab Mark, Berjanskii; David Wishart (2005). 「二次化学シフトを用いたタンパク質の柔軟性を予測する簡単な方法」アメリカ化学会誌. 127 (43): 14970–14971. doi :10.1021/ja054842f. PMID 16248604.
- ^ ab Mark, Berjanskii; David Wishart (2008). 「ランダムコイルインデックスのタンパク質柔軟性研究への応用」Journal of Biomolecular NMR . 40 (1): 31–48. doi :10.1007/s10858-007-9208-0. PMID 17985196. S2CID 40798448.
- ^ Mark, Berjanskii; David Wishart (2006). 「NMR: タンパク質柔軟性の予測」. Nature Protocols . 1 (2): 683–688. doi :10.1038/nprot.2006.108. PMID 17406296. S2CID 38611388.
- ^ Mark, Berjanskii; David Wishart (2007). 「RCI サーバー: 化学シフトを使用したタンパク質柔軟性の迅速かつ正確な計算」。Nucleic Acids Research . 35 (Web サーバー号): W531–W537. doi :10.1093/nar/gkm328. PMC 1933179 . PMID 17485469.