Determinação da forma da proteína por espalhamento de raios X de baixo ângulo
A forma tridimensional da Glicose Isomerase em solução foi estudada utilizando um sistema de espalhamento de raios X de baixo ângulo em laboratório. A estrutura da solução desta proteína obtida por SAXS está em boa concordância com a estrutura obtida por cristalografia de raios X.
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1 SAXS e proteínas em solução
1 SAXS e proteínas em solução
Os métodos habitualmente utilizados para a análise estrutural de macromoléculas biológicas são a difração de raios X de monocristal (SC-XRD) e a espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN). Ambos os métodos podem determinar a estrutura atómica das macromoléculas biológicas.
O espalhamento de raios X a baixo ângulo (SAXS) complementa ambas as técnicas de alta resolução com informações adicionais valiosas e oferece benefícios específicos em comparação com a cristalografia: o SAXS permite a obtenção da estrutura tridimensional de proteínas e conjuntos proteicos em solução, o que é essencial para uma melhor compreensão da sua função biológica.
A estrutura tridimensional de baixa resolução baseada em dados de espalhamento de raios X, calculada por métodos ab-initio1, é uma informação adicional indispensável às estruturas de alta resolução das amostras de proteínas fornecidas pelas técnicas SC-XRD e RMN.
2 Experimental e Resultados
Uma solução de glucose isomerase dissolvida em tampão TRIS a pH 8 foi medida com o sistema de espalhamento de raios X de baixo ângulo SAXSpace da Anton Paar, com um tempo de exposição de 10 minutos. A Figura 1 mostra os dados medidos e a curva desmearizada (usando o GIFT2), juntamente com o ajuste da modelação ab-initio.
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A estrutura da solução obtida por espalhamento de raios X de baixo ângulo pode ser comparada com a estrutura cristalina determinada por SC-XRD: a Figura 2 mostra as Funções de Distribuição de Distância de Pares (PDDF) calculadas a partir dos dados SAXS e da estrutura cristalina de um tetrâmero de glucose isomerase. O modelo 3D concorda bem com a estrutura cristalina disponível no Protein Data Bank (PDB: 1MNZ3).
Na Figura 3 apresentada abaixo, o modelo ab initio baseado nos dados SAXS é representado por esferas ou contas brancas, enquanto a espinha dorsal da estrutura cristalina é apresentada como fitas coloridas.
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Na Figura 3 apresentada abaixo, o modelo ab initio baseado nos dados SAXS é representado por esferas ou contas brancas, enquanto a espinha dorsal da estrutura cristalina é apresentada como fitas coloridas.
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A comparação dos dados obtidos por SC-XRD e SAXS demonstra de forma convincente que esta proteína existe como um tetrâmero no seu estado nativo. Esta informação só é acessível realizando experiências de SAXS com a amostra em solução.
A estrutura da solução obtida por espalhamento de raios X de baixo ângulo pode ser comparada com a estrutura cristalina determinada por SC-XRD: a Figura 2 mostra as Funções de Distribuição de Distância de Pares (PDDF) calculadas a partir dos dados SAXS e da estrutura cristalina de um tetrâmero de glucose isomerase. O modelo 3D concorda bem com a estrutura cristalina disponível no Protein Data Bank (PDB: 1MNZ3).
Na Figura 3 apresentada abaixo, o modelo ab initio baseado nos dados SAXS é representado por esferas ou contas brancas, enquanto a espinha dorsal da estrutura cristalina é apresentada como fitas coloridas.
Na Figura 3 apresentada abaixo, o modelo ab initio baseado nos dados SAXS é representado por esferas ou contas brancas, enquanto a espinha dorsal da estrutura cristalina é apresentada como fitas coloridas.
A comparação dos dados obtidos por SC-XRD e SAXS demonstra de forma convincente que esta proteína existe como um tetrâmero no seu estado nativo. Esta informação só é acessível realizando experiências de SAXS com a amostra em solução.
