Распространение электромагнитной

волны

Взаимодействие линейно поляризованного света с оптически активным веществом

1

2

4

5

3

Поляризатор

Направление распространения

123

4

1234

55

123

4

12

34

5

2

45

До прохождения После прохождения После прохождения

123

4

123

4

12

45

Л П Л КД П Л ОВ П

1

2

3

4

5

5

1

5

2

43

Круговой дихроизм, как результат сложения двух волн с разными амплитудами, но равными фазами. Физическая причина - разное поглощение для лево- и правовращающего света.

Оптическое вращение, как результат сложения двух волн с одинаковыми амплитудами, но разными фазами. Физическая причина – разные показатели преломления для лево- и правовращающего света

Оптическое вращение есть зависимость КД и ОВ от длины волны света

θ

Спектры кругового дихроизма -спирали (I); -слоя (II) и беспорядочной структуры (III), полученные на основании спектров белков с известной трехмерной структурой.

Спектры кругового дихроизма белков и полипептидов

Спектр кругового дихроизма миоглобина

Спектры КД: (а) α-белков, (б) β-белков, (в) α+β белков, и (г) неупорядоченных полипептидов. EKKLEEA означает последовательность аминокислот в полипептиде (Venyaminov and Vasilenko, 1994)

α-белки β-белки

α+β белки

Неупорядоченные полипептиды

α+β белки

КД-спектры β- и неупорядоченных структур в белкахБогатые β-структурами белки классифицируют в соответствие с их КД-спектрами как βI и βII. βI –спектр схож со спектром модельных β-листов полипролина I. βII-спектр напоминает спектр неупорядоченных полипептидов. В качестве модели таких полипептидов используется конформация, которую принимает полипролин II (poly(Pro)II)

Структура полипролина I в двух проекциях: вид сбоку (а) и сверху (б).

Структура полипролина II в двух проекциях: вид сбоку (а) и сверху (б).

КД-спектр лошадиного миоглобина, полученный обычным способом (зеленый) и с использованием СИ (красный) (Wallace, 2000).

КД-спектры белков, представляющих три разных типа вторичной структуры: α-спираль (миоглобин; красный), β- структуру (конкавалин A, голубой) и полипролиновую спираль типа II , желтый) (Wallacе and Robert 2001).

Оптическое вращение с использованием синхротронного излучения

Предел обычных коммерческих приборов (зеленая кривая)

Базы референсных спектров, использовавшихся до недавнего времени, основываются на пакете программ (CDPro, Sreerama and Woody), в которых используются спектры, собранные разными авторами на протяжении более, чем 30 лет. Все эти спектры получены на обычных коммерческих инструментах, которым доступен диапазон длин волн 250-190 нм.

КД-спектры, полученные с помощью СИ делают возможным получение спектров в интервале 250-160 нм, которые оказываются конформационно гораздо более богатыми и тем самым позволяют предсказать вторичную структуру гораздо точнее, чем это было возможно ранее.

72 КД-спектрa белков, представленных в SP175 базе данных. Спектры в основном α-спиральных белков представлены красным, спектры в основном β-белков – синим, смешанных α/β –зеленым. «Другие» структуры представлены желтым цветом.

Девять референсных спектров, представляющих соответственно девять основных типов укладки белковых структур. Глобиновый”, “Трилистник”, “Вверх-вниз”, “Греческий ключ”, “- сэндвич”, “Мягкий рулет”, “Двойное крыло”, “- рулет”, “бочка (Lees et. al., 2006)

Станции кругового дихроизма на базе СИ доступные сегодня:

1) Synchrotron Radiation Source (SRS;UK) (http://www.srs.dl.ac.uk/VUV/CD/cpmsd.html),

2) National Synchrotron Light Source (NSLS; USA)

(http://bnlstb.bio.bnl.gov/biodocs/nsls/u9b/u9b.htmlx),

3) Aarhus Storage Ring in Denmark (ASTRID;Denmark) (http://www.isa.au.dk/SR/sr-facilities.html),

4) Beijing Synchrotron Radiation Facility (BSRF; China) (http://www.ihep.ac.cn/bsrf/bio.html