Interakcje elektrostatyczne bliskiego zasięgu w białkach

W strukturach białkowych występują dwa rodzaje oddziaływań wiązania niekowalencyjnego, specyficzne i niespecyficzne. Niespecyficzne oddziaływania są w większości hydrofobowe i van der Waalsa. Specyficzne interakcje są w dużej mierze elektrostatyczne. Podczas gdy efekt hydrofobowy jest główn± sił± napędow± w procesie fałdowania białek, oddziaływania elektrostatyczne s± ważne w procesie fałdowania białek, ich stabilno¶ci, elastyczno¶ci i funkcji. W tym artykule opisujemy rolę oddziaływań elektrostatycznych bliskiego zasięgu (mostki solne) i ich sieci w białkach. Mostki solne tworzone są przez przestrzennie zbliżone pary przeciwnie naładowanych reszt w natywnych strukturach białkowych. Często reszty tworz±ce mostki solne s± również blisko położone w sekwencji białka i należ± do tego samego drugorzędowego elementu strukturalnego, bloku budulcowego, autonomicznej jednostki fałdowania, domeny lub podjednostki, co jest zgodne z hierarchicznym modelem fałdowania białek. Ostatnie dowody sugerują również, że naładowane i polarne reszty w głównie hydrofobowych interfejsach mogą działać jako gorące punkty dla wiązania. Mostki solne są rzadko spotykane pomiędzy częściami białek, które są połączone elastycznymi przegubami, co sugeruje, że mostki solne ograniczają elastyczność i ruch. Podczas gdy konwencjonalna intuicja chemiczna zakłada, że mostki solne korzystnie wpływają na stabilność białek, najnowsze badania obliczeniowe i eksperymentalne wykazują, że mostki solne mogą być stabilizujące lub destabilizujące. Z powodu systemowej elastyczno¶ci białek, przejawiaj±cej się w niewielkich ruchach atomów łańcucha bocznego i szkieletu, mostki solne i ich stabilno¶ć zmieniaj± się w białkach. Jednocześnie, porównanie genomu, składu sekwencji aminokwasów, struktury i termodynamiki białek termofilnych i mezofilnych wskazuje, że specyficzne oddziaływania, takie jak mostki solne, mogą znacząco przyczyniać się do różnicy w stabilności białek termofilnych i mezofilnych.