Le tracé de Ramachandran et la qualité de la structure
La plus haute résolution des données radiologiques donne généralement une structure tridimensionnelle de meilleure qualité. A partir des tracés, il est facile de voir que certaines régions contiennent beaucoup plus de points que d’autres. Ces régions sont appelées régions autorisées, et les angles correspondants sont appelés angles autorisés, ou favorables (régions rouges et brunes). D’autres régions sont moins favorables et sont peu peuplées dans les structures de bonne qualité (couleur jaune). Ceci est le résultat de l’encombrement stérique – certaines rotations autour de la chaîne polypeptidique amènent les atomes trop près les uns des autres, créant une répulsion stérique. Pour cette raison, le tracé de Ramachandran sert d’indicateur important de la qualité des structures tridimensionnelles – une structure de bonne qualité devrait avoir tous ses angles de torsion dans les régions autorisées du tracé (image de droite).
Cependant, nous pouvons parfois trouver des acides aminés avec des angles de torsion « incorrects » pour une bonne raison – la contrainte (énergie élevée) créée dans une structure par certains résidus dans des angles défavorables peut être utilisée par la protéine à certaines fins et peut avoir une signification fonctionnelle (Pal et Chakrabarti, 2002). Une autre exception au principe de regroupement autour des régions α et β est fournie par la glycine. La glycine ne possède pas de chaîne latérale, ce qui permet une grande flexibilité dans la chaîne polypeptidique, rendant accessibles des angles de rotation autrement interdits. C’est pourquoi la glycine se trouve souvent dans les régions de boucle, où la chaîne polypeptidique doit faire un virage serré. Comme mentionné ci-dessus, la proline, contrairement à la glycine, fixe les angles de torsion à une certaine valeur, très proche de celle d’un β-brin étendu.
Théoriquement, les valeurs moyennes de phi et psi pour les α-hélices et les β-sheets sont regroupées autour de -57, -47 et -80, +150, respectivement. Cependant, pour les structures expérimentales réelles, ces valeurs se sont avérées différentes. Dans un article de Hovmöller et al, 2002, télécharger pdf, une discussion détaillée de la structure fine de la distribution des angles φ- et ψ dans le graphe de Ramachandran est présentée (si on vous demande de vous connecter sur la page, annulez et cela fonctionnera toujours).