蛋白质中残基允许的最大溶剂可及性

蛋白质中残基的相对溶剂可及性 (RSA) 衡量了该残基在三维结构中的埋藏或暴露程度。RSA 常用于描述蛋白质的生物物理或进化特性。计算 RSA 时，需要用给定氨基酸的合适参考值对残基的溶剂可及性 (ASA) 进行归一化；此前已提出多种归一化标度。然而，这些标度并未对经验晶体结构中经常观察到的 ASA 值提供紧密的上界。相反，它们低估了最大允许 ASA 值，幅度高达 20%。因此，许多经验晶体结构包含看似 RSA 值超过 1 的残基。在此，我们推导了一种新的归一化标度，确实为观测到的 ASA 值提供了紧密的上界。我们采用两种互补策略：一种基于对经验结构的广泛分析，另一种基于对生物物理允许的三肽的系统枚举。两种方法得出的结果一致，且均持续超过已发表的值。我们得出结论，此前发表的 ASA 归一化值过小，主要是因为未能正确识别使 ASA 最大化的构象。作为我们结果的一个应用，我们表明经验推导的疏水性标度对准确的 RSA 计算敏感，并推导出了新的疏水性标度，其与实验测量标度的相关性更高。