в і для a-спіралі "нескінченної" довжини, а k - так званий фактор довжини ланцюга (). Згідно з теоретичними розрахунками оптичної активності a-спіралі та експериментальними даними, спектр КД a-спіралі в діапазоні 185-240 нм може бути розкладений на три незалежних оптично активних складових (n В® p *, p В® p | | *, p В® p ^ *), які можна описати гауссовскому залежностями:
, (1.2.5)
де і - положення максимуму і напівширина j -ої гауссовской лінії в спектрі КД a-спіралі, а - максимальне значення еліптичності "нескінченної" a-спіралі на довжині хвилі. В остаточному вигляді для спектру КД білка можна написати наступне вираз:
, (1.2.6)
де
. (1.2.7)
Тут - середня кількість амінокислот на a-спіральний ділянку ланцюга в молекулі білка.
Параметри,, і в рівнянні (1.2.7) були знайдені на основі спектра КД міоглобіну. Вони мають такі значення:
j
, нм
, нм
, град Г— см 2 Г— дмоль -1
В
1
223.4
10.8
-3.73 Г— 10
2.50
2
206.6
8.9
-3.72 Г— 10
3.50
3
193.5
8.4
+10.1 Г— 10
2.50
Ці параметри для глобулярних білків з досить великою точністю можна вважати постійними. Спроби оцінити для конкретних білків за їхніми спектрами КД виявилися ненадійними. Для більшості досліджених білків цей параметр виявився рівним приблизно 10-11 амінокислотам на a-спіральний сегмент. Поширюючи цей факт на всі аналізовані білки, автори даного методу поклали рівним 10.
Вклад b-структури в спектр КД білка виявляється залежним від набагато більшого числа параметрів: не тільки від числа амінокислотних залишків на сегмент, але і від числа ниток в даній ділянці структури та їх спрямованості, тому його опис простим рівнянням, подібним рівнянням (1.2.7), неможливо. Те ж саме стосується b-вигину і, особливо, "невпорядкованою" форми, під якою мається на увазі все, що не відноситься до інших класів. Використовувані в даному методі еталонні спектри b-структури, b-вигину і "невпорядкованою" форми є статистично усередненими по білках, використовуваним в якості базисних.
Процедура аналізу спектра КД досліджуваного білка підрозділяється на два етапи. Перший етап полягає в обчисленні еталонних спектрів структурних елементів, тобто значень,, і для довжин хвиль в діапазоні 185-240 нм з інтервалом в 1 нм, на основі експериментальних спектрів КД п'ятнадцяти еталонних білків зі значеннями ,,,,, Відомими з рентгеноструктурного аналізу. Еталонний спектр, відповідний a-спіралі, може бути обчислений безпосередньо за формулою (1.2.7). Решта еталонні спектри знаходяться з рівняння (1.2.6) за допомогою методу найменших квадратів, причому для зменшення числа невідомих у цьому рівнянні з експериментального спектра КД кожного еталонного білка виключається внесок a-спіральної форми, обчислений за формулою (1.2.7). Еталонні спектри, обчислені за допомогою даного методу показані на малюнку 1.2.1.
Коли еталонні спектри знайдені, можуть бути обчислені коефіцієнти ,,, В рівнянні (1.2.6), застосованому до спектру КД досліджуваного білка. Для цього також використовується метод найменших квадратів. Він полягає в підборі таких коефіцієнтів, що
minimum. (1.2.8)
Тут - експериментальний, а - розрахований за формулою (1.2.6) спектр КД досліджуваного білка; - число точок у спектрі. Коефіцієнти, які є рішенням рівняння (1.2.8) з урахуванням умов (1.2.2), являють собою шукані частки структурних елементів у вторинній структурі білка.
Метод "регуляризації" [4]. Підхід до аналізу спектра КД білка, що лежить в основі попереднього, полягає у визначенні еталонних спектрів, які, як можна було б припускати, повністю характеризують структурні елементи, що утворюють вторинну структуру досліджуваного білка. Однак, як показують експериментальні дані, жоден еталонний спектр не може точно описати всі різновиди таких великих і досить невизначених класів, як a-спіраль, b-структура, b-вигин і ін
Конформація елементів вторинної структури глобулярних білків значно відрізняється від ідеальної. Крім цього, внесок кожного структурного класу в спектр КД білка залежить від дуже багатьох параметрів, про які згадувалося вище. Для обліку всього розмаїття типів вторинної структури білкі...
