タンパク質およびペプチドの水和のダイナミクス

生物学的プロセスはしばしばタンパク質の表面を含み、そこで水溶液の構造的および動的特性が修正されます。タンパク質の水和のダイナミクスに関する情報は、水の(2)Hおよび(17)O核の磁気緩和分散(MRD)を測定するか、水とタンパク質のプロトン間の核オーバーハウザー効果(NOとE)を記録することによって得られます。ここでは、MRD法を使用して、深く過冷却された溶液中の環状ペプチドオキシトシンおよび球状タンパク質BPTIの水和を研究します。結果は、これらの生体分子の表面における水のダイナミクスの詳細な特徴付けを提供します。生体分子の表面と接触する水分子の95%以上は、バルク水と比較して2倍以下の動的遅延しかないことが分かりました。小さな非極性分子とは対照的に、BPTIの遅延因子は温度依存性がほとんどないか、全くないことが示され、露出した非極性残基がクラザート様の疎水性水和構造を誘発しないことが示唆されています。オキシトシンの新しいNOEデータとBPTIの発表されたNOEデータが分析され、バイオ分子表面での動的摂動を明示的に考慮した新しい分子間二重緩和理論の助けを借りて、MRDおよびNOE結果の相互に一貫した解釈が達成されました。この分析は、水-タンパク質NOEがバルク水への長距離二重結合によって支配されることを示しており、観測されたタンパク質プロトンが水分子が長い滞在時間を持つ部分的または完全に埋没した水和部位の近くにない限り、成り立つとされています。