Sehr schnelle empirische Vorhersage und Rationalisierung von Protein-pKa-Werten

Eine sehr schnelle empirische Methode wird vorgestellt für die strukturbasierte Vorhersage und Rationalisierung von Protein-pKa-Werten. Die Desolvisierungseffekte und intra-protein Wechselwirkungen, die Variationen in den pKa-Werten ionisierbarer Proteingruppen verursachen, werden empirisch mit den Positionen und der chemischen Natur der Gruppen in der Nähe der pKa-Stellen in Beziehung gesetzt. Ein Computerprogramm wurde entwickelt, das basierend auf diesen empirischen Zusammenhängen pKa-Werte innerhalb weniger Sekunden automatisch vorhersagt. Unübliche pKa-Werte an verdeckten aktiven Stellen, die zu den interessantesten Protein-pKa-Werten gehören, werden mit der empirischen Methode sehr gut vorhergesagt. Ein Test an 233 Carboxyl-, 12 Cystein-, 45 Histidin- und 24 Lysin-pKa-Werten in verschiedenen Proteinen zeigt eine mittlere quadratische Abweichung (RMSD) von 0,89 gegenüber experimentellen Werten. Der Ausschluss der 29 pKa-Werte, die obere oder untere Grenzen darstellen, ergibt eine RMSD von 0,79 für die verbleibenden 285 pKa-Werte.