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

Wasserstoffatome sind entscheidend bei der Vermittlung von Protein‐Ligand‐Wechselwirkungen. Sie bestimmen die Qualität entstehender H‐Brückennetzwerke und definieren Protonierungszustände gebundener Liganden. Die strukturelle Visualisierung von H‐Atomen ist röntgenkristallographisch nur selten möglich. Hier wurden die Wasserstoffpositionen von Anilin und 2‐Aminopyridin im an die Serinprotease Trypsin gebundenen Zustand durch Neutronenbeugung untersucht. Die resultierenden Strukturen wurden mit der höchsten bisher für Proteine mit >100 Aminosäuren erzielten Auflösung erhalten. Dies ermöglicht 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 Å 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 Å näher an Asp189 liegt. Folglich ist, abgesehen von Ladungs‐Ladungs‐Abständen, die Stabilität der möglichen Tautomere ausschlaggebend für den erhaltenen Bindungsmodus und damit entscheidend für die Vorhersage von Bindungsmodi.