Dubbelhelix bindning poly-arganin + poly-lysin
Hej
pKa för sidokedjan i aminosyran Arginin och Lysin är 12.5 respektive 10.5. Vid vilket pH kan aminosyrasekvenser som innehåller både Poly-Arginin och Poly-Lysin bilda en alfa-helix?
Jag förstår att båda aminosyror inte kan vara positivt laddade då de kommer repellera varandra, men innebär det att en fortfarande kan vara positiv medan den andra är neutral? Jag gissar att alfa-helix kan bildas för pH > 10.5, eller krävs det att båda aminosyror är neutrala?
Hade det även varit samma fall ifall det var beta-flak? Eller kan båda aminosyrornas sidokedja vara positivt laddad när det är beta-flak då dessa är stabilare?
Hej!
Frågan är lite knepig att svara på, för beroende på svarets nivå, kommer nog svaret att bli annorlunda.
Generellt i ett biologiskt sammanhang bildas det nog inte (?) några poly-Arg eller poly-Lys alfahelixar. Lysins sidokedja har så stor rörlighet att den i princip aldrig är still på ytan av en helix/protein, om den inte binder starkt och specifikt till en fixerad negativ laddning. T.ex. genom en saltbrygga till en asparginsyras sidokedja, som en del i ett protein, eller en bindning mellan olika proteiner. Arginins sidokedja beter sig liknande och "vispar" också hellre runt själv, än vätebinder till en annan sidokedja från en av de andra basiska/positiva aminosyrorna.
I ett mer teoretiskt sammanhang, som vid frågans höga pH kanske det går att bilda en alfahelix vid rätt omständigheter (men vid höga pH riskerar amidbindningen i helixen/polypeptiden att klyvas, och helixen delas upp i mindre bitar). Men det finns massvis med negativa hydroxidjoner vid så pass höga pH värden att det påverkar alla bindningar i en helix, så att den riskerar att bli oordnad (men det är kanske överkurs).
Ditt resonemang om laddningarnas repulsion, låter rimligt tycker jag. Om endast den ena typen av sidokedja är laddad kring pH 10,5, kommer fortfarande den andra sidokedjan vara positivt laddad, vilket inte kommer attrahera lysins sidokedja på samma sätt. Arginins sidokedja kommer söka en negativ laddning, eller negativ dipol för att skapa en stabiliserande bindning, så om lysins sidokedja är positivt laddad repellerar de varandra.
Ett alternativ skulle vara att den laddade argininsidokedjan skulle ha en "extra" proton att använda för att skapa en vätebindning till lysinsidokedjan, och på så vis delar de på protonen och ökar chansen för en vätebindning.
