Распространение электромагнитной волны Взаимодействие линейно поляризованного света с оптически активным веществом Поляризатор Направление распространени я До прохождения После прохождения После прохождения Л П Л КД П Л ОВ П 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 белках Богатые 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 нм. КД-спектры, полученные с помощью СИ делают возможным получение спектров в интервале 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) ( 2) National Synchrotron Light Source (NSLS; USA) ( 3) Aarhus Storage Ring in Denmark (ASTRID;Denmark) ( 4) Beijing Synchrotron Radiation Facility (BSRF; China) (