¿Cuán reproducibles son las estructuras cristalinas de rayos X de las proteínas?

En el contexto de otros ensayos bioquímicos, las estructuras son extremadamente reproducibles.

Las proteínas son moléculas fundamentalmente dinámicas. La cristalografía, como todas las demás técnicas de biología estructural, es un método de promediado. La estructura es un promedio de todas las diferentes conformaciones de la proteína presente dentro del cristal. Como las cosas tienen que ser muy estables para formar cristales, solo esperamos variaciones muy limitadas, por ejemplo, en cadenas laterales.

Diferentes condiciones de cristalización pueden cambiar el grupo espacial (disposición de las proteínas dentro del cristal), pero generalmente no cambian la estructura. Es posible que pueda obtener estados diferentes al cambiar las condiciones (por ejemplo, abierto o cerrado), pero esto se clasificaría como una estructura diferente.

El documento al que se refiere sugiere algunos problemas interesantes con la dinámica observada a temperatura ambiente frente a 100 k. Esto es esencialmente observar la variación más amplia en bits flexibles de la proteína a temperatura ambiente; Puedes pensarlo como un diferente estado de ondulación de la molécula. La promediación de estos estados múltiples durante el refinamiento es un campo muy interesante. Para leer más, busque trabajos de, por ejemplo, James Fraser (laboratorio de James Fraser en UCSF) o Tom Burnley (Dinámica de modelado en estructuras de proteínas de cristal por refinamiento de conjunto).

Las estructuras cristalinas son usualmente reproducibles usando las condiciones de cristalización previamente informadas, aunque a veces se requieren condiciones exactas para repetir el experimento de cristalización. Obtener productos químicos del mismo proveedor puede ser crucial, así como variables como la temperatura, etc.

Cuando se comparan estructuras cristalinas resueltas a partir de diferentes condiciones de cristalización, las estructuras generales de las proteínas son generalmente muy similares. La mayoría de las principales diferencias se producen en regiones de bucle en la superficie de la proteína. La orientación relativa entre diferentes dominios en proteínas con múltiples dominios puede variar dependiendo de la red cristalina, pero las estructuras de los dominios son consistentes. Algunas proteínas tienen interacciones que son sensibles al pH, y esto puede cambiar la estructura de una parte de la proteína. Por ejemplo, si una cadena lateral de histidina está coordinando un ion metálico en una proteína, un pH ácido podría dar como resultado la protonación de la cadena lateral de histidina y la pérdida de la coordinación del metal.