Возможности рамановской спектроскопии для изучения белков

Белки — крупные сложные молекулы, участвующие в различных биологических процессах. Нарушение их сворачивания может приводить к опасным для жизни заболеваниям, поэтому важно понимать форму и структуру белков. Несмотря на наличие множества методов, механизмы сворачивания белков до сих пор изучены недостаточно, и продолжается поиск новых подходов. В этой статье на основе наших предыдущих работ и недавних публикаций обсуждаются возможности рамановской спектроскопии, рамановской оптической активности (ROA) и новых разработок в этой области для изучения структуры белков и конформационных изменений. Рамановский спектр белка содержит характерные признаки различных элементов вторичной структуры — спиралей, β-слоёв, поворотов и неупорядоченных структур, — а также отдельных аминокислотных остатков, таких как тирозин, триптофан и фенилаланин. Показано, как рамановская спектроскопия позволяет различать бычий сывороточный альбумин (BSA) и лизоцим с учётом различий в их аминокислотной последовательности и первичной, вторичной и третичной структурах. Хотя определить структуру белка только по рамановскому спектру сложно, этот метод позволяет выявлять небольшие конформационные изменения, например изменения BSA при термической денатурации. Также обсуждаются новые усовершенствования методик и анализа данных в рамановской спектроскопии белков. В заключительной части обзора рассматриваются возможности спектров ROA для получения дополнительных сведений о белках. Спектр ROA содержит много информации о пептидном остове белка, который жёстче боковых цепей. Кроме того, представлены спектры ROA лизоцима и BSA, демонстрирующие, как этот метод даёт дополнительные сведения о свойствах белков в растворе.