Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Эйген М. -> "Самоорганизация материи и эволюция биологических макромолекул" -> 42

Самоорганизация материи и эволюция биологических макромолекул - Эйген М.

Эйген М. Самоорганизация материи и эволюция биологических макромолекул — М.: Мир, 1973. — 224 c.
Скачать (прямая ссылка): samoorganizaciyamaterii1973.djvu
Предыдущая << 1 .. 36 37 38 39 40 41 < 42 > 43 44 45 46 47 48 .. 73 >> Следующая

2. П ространет венная укладка, с другой стороны, лежит в основе способности белков узнавать специфичные структуры. Этой же уникальной особенностью
Рис. 10. Схематическое изображение конформации полипептид-ных цепей в а-химотрипсине [92].
определяются каталитические свойства ферментов при условии, что узнающие группы имеют, кроме того, согласованные каталитические функции. Для примера на рис. 10 и 11 изображен активный центр химотрипсина. Точное пространственное расположение функциональных
групп было установлено лишь недавно методом рентгеноструктурного анализа [92].
Это прекрасный пример того, как функция может зависеть от очень сложной структуры, благодаря которой группы, находящиеся в совершенно различных местах
Рис. И. Конформация некоторых боковых цепей аминокислот в активном центре а-химотрипсина, которая демонстрирует, что «узнавание» белками — результат специфичной пространственной укладки, а не «внутренне присущее» аминокислотам свойство [92].
последовательности аминокислот, оказываются рядом в строго определенном пространственном расположении. Колоссальное разнообразие специфичных участков узнавания демонстрируется также огромным числом различных антител, которые способны связывать любой гаптен, даже если этот гаптен никогда не контактировал с антителом в процессе эволюции. Далее, в лабораторных экспериментах было показано, что при случайном синтезе полипептидов возникает много каталитических функций, иногда очень специфичных (например, химотрипсино-
подобная функция у полипептидов с беспорядочной структурой [93]). Эти продукты не образуются воспроизводимым образом. Даже если некоторые функции возникают воспроизводимо, их носителями оказываются совершенно различные и неродственные структуры.
3. Специфичное узнавание определенной макромолекулы ограничивается узнаванием коротких последовательностей или пространственных (третичных) структур, имеющих относительно малую протяженность. Так, некоторые ферменты (например, папаин [94]) расщепляют пептиды с определенными последовательностями- аминокислот, тогда как другие ферменты синтезируют специфичные последовательности. Ф. Липман [95] и его группа недавно показали, что полный синтез грамицидина S (циклический декапептид) происходит при помощи одного только фермента, без участия нуклеиновых кислот. Этот фермент с молекулярной массой 280 000, по-видимому, представляет собой сложную систему, состоящую из нескольких субъединиц. Во всяком случае, он функционирует в точности как «белковая матрица», соединяя АТФ-активировэнные аминокислоты в строго определенную последовательность
D-Фен — L-Про — L-Вал — L-Орн — L-Лей,
которая остается прикрепленной к белку тиоэфирной связью до тех пор, пока два законченных пентапептида не соединяются с образованием циклической молекулы грамицидина S. Таким образом, необходимо помнить, что специфичная и очень точная инструкция для образования белка может содержаться в самом белке, без участия кода нуклеиновых кислот. Такая инструкция, однако, пригодна только для образования относительно коротких последовательностей (например, пентапептидов). Тем не менее, имея в виду эту способность, можно представить себе систему ферментов, которые производят олигопептиды и затем специфично соединяют их друг с другом, пока после ряда стадий не получатся полные молекулы белка, способные, возможно, катализировать свое собственное воспроизведение.
4. По-видимому, в такой системе возможно очень точное регулирование. Поскольку для действия фермента необходимо точное пространственное -расположение отдельных групп, свойства фермента могут сильно изменяться в результате конформационных изменений, вызванных связыванием индукторов или же взаимодействием с другими белками. Модели подобного регулирования функции ферментов были впервые предложены Ф. Жакобом и Ж. Моно [11]. Специальные механизмы были рассмотрены Ж. Шанжё, Ж. Моно и Дж. Уайманом [96], а также Д. Кошландом, Дж. Немети и Д. Фил-мером [97] и проверены исследованиями кинетики различных ферментативных реакций (например, К. Кирш.-нер [98, 99] использовал релаксационные методы для исследования глицеральдегидфосфатдегидрогеназы). Было показано, что эти системы ферментов могут обладать всеми свойствами, присущими электронным регулирующим устройствам [73]. Поэтому любая самовоспроизводя-щаяся система, если она возникла, может обладать самыми сложными контрольными функциями.
§ V.2. Самоорганизующиеся циклы ферментов (теория)
V. 2.1. Каталитические сети. Исходя из свойств, описанных в § 1, можно построить «каталитическую сеть» (рис. 12). Некоторые входящие в нее белки обладают способностью катализировать конденсацию ограниченного числа аминокислот в цепи с определенными последовательностями (например, до определенных пентапептидов) ; другие такие «ферменты» узнают данные концевые последовательности этих олигопептидов и соединяют их в более длинные цепи, так что в конце концов могут возникнуть цепи любой длины. Ферменты, обладающие такими каталитическими функциями, обычно полифункциональны. Они могут узнавать определенные последовательности, принадлежащие различным поли-пептидным цепям (имеющим различную длину), причем их действие зависит также от конкретной третичной структуры субстрата и доступности узнаваемого участка,
Предыдущая << 1 .. 36 37 38 39 40 41 < 42 > 43 44 45 46 47 48 .. 73 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed