Biophysics Seminar

Spektroskopia dichroizmu kołowego (CD) od lat stosowana jest do badań struktur białek w roztworze i ich zmian np. wyniku oddziaływania z ligandami. W przypadku gdy powszechnie stosowana spektroskopia CD w zakresie dalekiego nadfioletu daje informację o zawartości struktur drugorzędowych w białku i ich zmianach w wyniku różnych procesów, to o wiele rzadziej wykorzystywana spektroskopia CD w zakresie bliskiego nadfioletu daje informację o strukturze trzeciorzędowej białka. Sygnały w widmie CD rejestrowane w zakresie 250-320 nm pochodzą od przejść elektronowych aminokwasów aromatycznych (Phe, Tyr, Trp), których symetria zostanie zburzona przez oddziaływanie z otoczeniem. Kształt oraz intensywność sygnałów CD jest zatem charakterystyczną i indywidualną cechą białka i zależy między innymi od ilości aminokwasów aromatycznych w białku, ich przestrzennego ułożenia i odległości od sąsiadujących aminokwasów, w szczególności innych aminokwasów aromatycznych i polarnych, czy np. ich uczestnictwa w tworzeniu wiązań wodorowych. Podczas seminarium zostanie zaprezentowane, że ewolucyjne zachowanie w sekwencji białek z rodziny eIF4E 8 tryptofanów w charakterystycznym modzie sekwencji wytyczonym również przez obecność zachowanych fenyloalanin i histydyn, bezpośredni udział trzech tryptofanów w wiązaniu kapu oraz ich specyficzne substytucje u białek eIF4E z Klasy II i III sprawiają że spektroskopia CD w zakresie bliskiego nadfioletu jest użyteczną metodą śledzenia zmian otoczenia tryptofanów u eIF4E i różnic występujących w ich oddziaływaniu z kapem.

---

For many years, circular dichroism (CD) spectroscopy has been used to study protein structures in solution and their changes upon e.g. ligand binding. The commonly used CD spectroscopy in the far UV range provides information on the secondary structure content of the protein as a result of different processes. However, a much less often used CD spectroscopy in the near UV range provides information on the tertiary structure of a protein. The signals in CD spectra recorded in the range of 250–320 nm result from electron transitions of aromatic amino acid residues, the symmetry of which was disturbed by interaction with the surrounding. The shape and intensity of the CD signals is hence a characteristic and individual feature of the protein and depends, among other factors, on the number of aromatic amino acid residues in the protein, their spatial arrangement, and the distance to the neighboring amino acid residues, in particular to other aromatic and polar amino acid residues or their participation in formation of hydrogen bonds. During the seminar it will be presented that evolutionary conservation of 8 tryptophan residues in a characteristic sequence mode, set also by the presence of conserved phenylalanine and histidine in the sequence of eIF4E family, direct participation of 3 tryptophan residues in the cap binding and their specific substitutions in Class II and III eIF4E proteins, causes that the near-UV CD spectroscopy is a useful method to tract changes around the tryptophan residues in eIF4E, and the changes in their interaction with the cap.