Ramanova spektroskopie přidává doplňkové detaily ke krystalové rentgenové struktuře vysokého rozlišení fotosyntetického PsbP ze Spinacia oleracea
Abstrakt
Ramanova mikroskopie dovoluje strukturní analýzu proteinových krystalů in situ ve visících kapkách, umožňující srovnání s Ramanovými měřeními v roztoku. Nicméně, obě metody občas odhalí subtilní rozdíly ve struktuře, které jsou většinou připsány vodní vrstvě obklopující protein.
Nová metoda Ramanovy spektroskopie kapkově nanášených povlaků (DCDR) využívá přechodovou fázi, jež ačkoli "vyschlá", bylo ukázáno, že konzervuje proteinové strukturní rysy z roztoku. Potenciál tohoto nového přístupu k přemostění strukturní mezery mezi proteiny v roztoku a v krystalech je zde zkoumán na proteinu PsbP fotosystému II ze Spinacia oleracea.
V rentgenostrukturní krystalové struktuře vysokého rozlišení (1,98 Å) PsbP, představené zde, je několik segmentů proteinového řetězce nerozlišeno. Analýza tří druhů Ramanova spektra PsbP navrhla, že většina jemných změn může být vskutku připsána vodní obálce, která, jak je ukázáno zde, má stejnou Ramanovu intenzitu jako ve skelném a krystalickém stavu.
Za použití molekulárně-dynamických simulací, ověřených Ramanovými daty z roztoku, byly dva nerozlišené segmenty v krystalové struktuře PsbP domodelovány jako smyčky a bylo dovozeno, že amino-konec obsahuje další beta segment. Kompletní struktura PsbP byla porovnána s PsbP-podobným proteinem CyanoP, který hraje okrajovou roli ve funkci fotosystému II.
Porovnání vede k návrhu možných interakčních ploch PsbP ve fotosystému II vyšších rostlin. Tato práce přináší první kompletní strukturní obraz tohoto klíčového proteinu a představuje první systematické porovnání Ramanových dat z roztoku, skelné fáze a krystalového stavu proteinu.