ランダムコイル化学シフトのシーケンス補正：隣接補正因子とラマチャンドラン分布の変化との相関

ランダムコイル化学シフトは、タンパク質の二次構造を同定するための主要なNMR方法である二次化学シフト分析に必要です。ランダムコイル化学シフトの決定における最大の課題の1つは、隣接する残基の効果を説明することです。隣接する残基からの寄与は、通常、グリシン化学シフトに対する各残基の効果に基づいて決定される隣接補正因子を使用して除去されます。その異常な立体配座の自由のため、グリシンは残りの残基の種類については特に代表的ではないかもしれません。この研究では、グリシンの代わりにグルタミンを含むランダムコイルペプチドを使用して、ランダムコイル化学シフトと隣接補正因子を決定します。結果として得られる補正因子は、ラマチャンドランプロットの主要な井戸の集団の変化と相関しています。これは、立体構造アンサンブルの変化が無秩序なタンパク質の隣接効果の重要な源であることを示しています。グルタミン由来のランダムコイル化学シフトと補正因子は、既存のデータセットと比較して本質的に無秩序なタンパク質の化学的シフトを予測する能力を適切に改善し、したがって、無秩序なタンパク質の一時的な構造の小さな集団の同定を改善する可能性があります。

Random coil chemical shifts are necessary for secondary chemical shift analysis, which is the main NMR method for identification of secondary structure in proteins. One of the largest challenges in the determination of random coil chemical shifts is accounting for the effect of neighboring residues. The contributions from the neighboring residues are typically removed by using neighbor correction factors determined based on each residue's effect on glycine chemical shifts. Due to its unusual conformational freedom, glycine may be particularly unrepresentative for the remaining residue types. In this study, we use random coil peptides containing glutamine instead of glycine to determine the random coil chemical shifts and the neighbor correction factors. The resulting correction factors correlate to changes in the populations of the major wells in the Ramachandran plot, which demonstrates that changes in the conformational ensemble are an important source of neighbor effects in disordered proteins. Glutamine derived random coil chemical shifts and correction factors modestly improve our ability to predict (13)C chemical shifts of intrinsically disordered proteins compared to existing datasets, and may thus improve the identification of small populations of transient structure in disordered proteins.