Il diagramma di Ramachandran e la qualità della struttura
La maggiore risoluzione dei dati a raggi X di solito dà una struttura tridimensionale di qualità superiore. Dai diagrammi è facile vedere che alcune regioni contengono molti più punti di altre. Queste sono chiamate regioni permesse, e gli angoli corrispondenti sono chiamati angoli permessi o favorevoli (regioni rosse e marroni). Altre regioni sono meno favorevoli e sono poco popolate nelle strutture di buona qualità (colore giallo). Questo è il risultato dell’ostacolo sterico – certe rotazioni intorno alla catena polipeptidica porteranno gli atomi troppo vicini tra loro, creando repulsione sterica. Per questo motivo, la trama di Ramachandran serve come un importante indicatore della qualità delle strutture tridimensionali – ci si aspetta che una struttura di buona qualità abbia tutti i suoi angoli di torsione all’interno delle regioni consentite della trama (immagine a destra).
Tuttavia, a volte possiamo trovare aminoacidi con angoli di torsione “sbagliati” per una buona ragione – la tensione (alta energia) creata in una struttura da alcuni residui entro angoli sfavorevoli può essere usata dalla proteina per certi scopi e può avere un significato funzionale (Pal e Chakrabarti, 2002). Un’altra eccezione al principio del raggruppamento intorno alle regioni α e β è fornita dalla glicina. La glicina non ha una catena laterale, il che permette un’alta flessibilità nella catena polipeptidica, rendendo accessibili angoli di rotazione altrimenti proibiti. Questo è il motivo per cui la glicina si trova spesso nelle regioni di loop, dove la catena polipeptidica deve fare una brusca svolta. Come detto sopra, la prolina, al contrario della glicina, fissa gli angoli di torsione a un certo valore, molto vicino a quello di un filamento β esteso.
Teoricamente, i valori medi di phi e psi per α-eliche e β-fogli sono raggruppati intorno a -57, -47 e -80, +150, rispettivamente. Tuttavia, per le strutture sperimentali reali questi valori sono stati trovati diversi. In un articolo di Hovmöller et al., 2002, scarica pdf, viene presentata una discussione dettagliata della struttura fine della distribuzione degli angoli φ e ψ nella trama di Ramachandran (se viene chiesto il login nella pagina, basta annullare e funzionerà ancora).