タンパク質中のイオン化可能な官能基のpKa：連続電気モデルによる原子レベルの詳細

巨視的な電気モデルを用いてリゾチーム中の滴定可能なグループのpKa値を計算します。このモデルは詳細な構造情報を利用し、溶媒化の自己エネルギーと恒常的部分電荷および滴定可能な電荷から生じる相互作用を扱います。四方晶系および三斜晶系の結晶構造の両方が分析されます。実験的に観察されたpKaシフトの半数（21のうち11）は、両構造の計算によって良好に再現されます；これには、活性部位のGlu 35の異常に高いpKaが含まれます。pKaの半数以上（21のうち13）に対して、二つの構造から得られた結果の間には大きな差（1-3.3 pK単位）があります。これらの多くは、計算が誤っている滴定グループに対応しています。0.1 Mのイオン強度の場合、滴定可能なグループ間のデバイ遮蔽が非常に高い有効誘電率をもたらすため（全ての滴定グループの対の平均値は約900）、隣接相互作用がpKaの摂動を支配します。したがって、pKa値は局所的なタンパク質構造の詳細に非常に敏感であり、側鎖の可動性が観察されたpKaシフトを決定する上で重要な役割を果たしている可能性があります。