Электронный парамагнитный резонанс иммуноглобулинов. Структура IgG (иммуноглобулина G)
Спектр электронного парамагнитного резонанса (ЭПР спиновых меток) представляет собой триплет. Соотношение ширины этих трех линий определяется усреднением анизотропии g-фактора и сверхтонкого взаимодействия спинов ядра азота и неспаренного электрона N—О-группы метки в результате ее вращения. В некоторых случаях спектр ЭПР является суперпозицией двух спектров, соответствующих двум состояниям метки с различной подвижностью.
Существуют способы, позволяющие по соотношению ширины этих трех линий, по их положению на оси напряженности магнитного поля и по их зависимости от мощности микроволнового излучения рассчитывать времена корреляции меток в пределах от 10-11 сек до 10~3 сек. Время корреляции характеризует скорость вращения N—О-группы метки и качественно может быть представлено как величина, обратная частоте вращения метки. В тех случаях, когда метка связана с белком не жестко, изменение ее времени корреляции может отражать изменение конформации белка в области ее присоединения.
Когда метка связывается с белком жестко, т. е. ее N—О-группы не имеет собственной свободы вращения относительно белка, определяемое по спектру ЭПР время корреляции, равно времени корреляции макромолекулы. В соответствии с законом Стока — Эйнштейна.
В тех случаях, когда N—О-группа метки, ковалентно связанной с белком, сохраняет свободу вращения, ее спектр электронного парамагнитного резонанса определяется интенсивностью броуновского движения метки относительно макромолекулы и скоростью вращательной диффузии самой молекулы. Поэтому определяемое по спектру электронного парамагнитного резонанса изменение времени корреляция N—О-группы может быть вызвано изменением не только микроокружения метки, но и эффективного радиуса Стокса макромолекулы.
Для случая, когда движение N—О-группы метки относительно макромолекулы близко к изотропному, нами был предложен метод, позволяющий одновременно получать информацию не только об изменении микроокружения спиновой метки, но и о структурных перестройках в меченой макромолекуле, приводящих к изменению ее времени корреляции.
Существуют приемы, позволяющие определять расстояния между нитроксильным радикалом и парамагнитным ионом хметалла или между двумя иминоксильными радикалами. Они основаны либо на зависимости расщепления и дополнительного уширения линий от расстояния между парамагнитными центрами, возникающими при воздействии магнитных диполей, либо на зависимости амплитуды результирующего спектра электронного парамагнитного резонанса от величины мощности сверхвысокой частоты (кривая насыщения).
Описываемые в статьях результаты в значительной степени базируются на недавно проведенных рентгеноструктурных анализах с высокой степенью разрешения.
Все изученные домены имеют очень сходную трехмерную структуру. Как можно было ожидать из данных по первичной структуре, гомологичные вариабельные домены или постоянные домены больше похожи друг на друга, чем вариабельные домены на постоянные.
Основной структурной характеристикой домена является антипараллельный слой бета-складчатости, который состоит из вытянутых сегментов полипептидных цепей, связанных изогнутыми частями (коленьями) цепи. Два таких слоя подобно сандвичу прилегают друг к другу с антипараллельным направлением сегментов цепи. Прилегающие сегменты связаны водородными связями. Один из слоев состоит из трех сегментов, а другой из четырех. Такая двухслойная структура особенно четко заметна у постоянного домена, где она носит более закономерный характер. У вариабельного домена отмечается дополнительная петля, содержащая вторую гипервариабельную область.
