تحديد موقع البروتينات في الأغشية: نهج حسابي

تم تطوير نهج حسابي جديد لتحديد الترتيب المكاني للبروتينات في الأغشية من خلال تقليل طاقات انتقالها من الماء إلى ثنائي الطبقة الدهنية. تم تقريب نواة الهيدروكربون الغشائي ك slab مستوي ذو سمك قابل للتعديل مع ملفات قطبية داخلية ومواجهة مستمدة من دراسات EPR المنشورة. تم التحقق من قابلية تطبيق ودقة الطريقة لمجموعة من 24 بروتين عبر الغشاء تم دراسة تفاصيل توجيهاتها في الأغشية من خلال وضع العلامات الدورانية، التعديل الكيميائي، الفلورية، ATR FTIR، NMR، المجهر الإلكتروني بالتبريد، والتفريق بالنيوترونات. بعد ذلك، تم حساب المواقع الدوارة والترجمة المثلى لـ 109 بروتينات عبر الغشاء، خمسة بروتينات متكاملة أحادية الطبقة و27 مركب بروتيني محيطي مع هياكل ثلاثية الأبعاد معروفة. يمكن لهذه الطريقة التمييز بشكل موثوق بين البروتينات العابرة للغشاء والبروتينات المتكاملة أحادية الطبقة من بروتينات القابلة للذوبان في الماء بناءً على طاقات انتقالها وعمق اختراقها في الغشاء. كانت دقة سمك الأشباح المحسوبة وزوايا الميل حوالي 1 A و2 درجة على التوالي، بناءً على انحرافاتها في أشكال البلورات المختلفة لنفس البروتينات. تراوحت سماكات الأشباح لبروتينات عبر الغشاء من 21.1 إلى 43.8 A اعتمادًا على نوع الغشاء البيولوجي، بينما تراوحت زوايا الميل بالنسبة لعمود ثنائي الطبقة من الصفر في المركبات المتماثلة إلى 26 درجة في الهياكل غير المتماثلة. الحدود المحسوبة للأشباح للبروتينات تقع حوالي 5 A أقل من الفوسفات الدهني وتتناسب مع معلمة عمق الغشاء صفراً لبقايا متسماة بالدوران. يمكن العثور على إحداثيات جميع البروتينات المدروسة مع حدود أغشيتها في قاعدة بيانات تحديد بروتينات في الأغشية (OPM): http://opm.phar.umich.edu/.