Ladungen verschieben Protonierungen: Neutronenbeugung zeigt, dass Anilin und 2‐Aminopyridin protoniert an Trypsin binden

Abstract

Wasserstoffatome sind entscheidend bei der Vermittlung von Protein-Ligand-Wechselwirkungen. Sie bestimmen die Qualitäte ntstehender H-Brückennetzwerke und definieren Protonierungszustände gebundener Liganden. Die strukturelle Visualisierung von H-Atomen ist rçntgenkristallographischn ur selten mçglich.H ier wurden die Wasserstoffpositionen von Anilin und 2-Aminopyridin im an die Serinprotease Trypsin gebundenen Zustand durch Neutronenbeugung untersucht. Die resultierenden Strukturen wurden mit der hçchsten bisher fürProteine mit > 100 Aminosäuren erzielten Auflçsung erhalten. Dies ermçglicht die exakte Beschreibung der Protonierungszustände und Wechselwirkungen mit umgebenden Wassermolekülen. Trotz seines niedrigen pK a -Werts von 4.6 und einem Abstand von 3.6 zum geladenen Asp189 am Boden der S1-Tasche liegt die Aminogruppe von Anilin protoniert vor.Hingegen wird in 2-Aminopyridin das Pyridin-N-Atom protoniert, obwohl dessen Aminogruppe um 1.6 näher an Asp189 liegt. Folglichi st, abgesehen von Ladungs-Ladungs-Abständen, die Stabilitätd er mçglichen Tautomere ausschlaggebend fürd en erhaltenen Bindungsmodus und damit entscheidend fürdie Vorhersage