Физическая биохимия - Фрайфелдер Д.
Скачать (прямая ссылка):
ДОВ
200 2?о 240
А *
КД Ьля миогло&жа
КД
РИС. 16-10.
Л—спектры ДОВ и КД полн-l-лизина в конформациях а-спирали (1)у (3-структуры (2) или беспорядочного клубка (3). Б — наблюдаемая кривая КД миоглобина и кривая, рассчитанная (•*¦) из данных для поли-l-лизина, приведенных в части А (68,3% а, 4,7% Р и 27,0% беспорядочного клубка). [Greenfield N., Fasman G., Biochemistry, 8, 4108—4115 (1969.]
нарушением допущения, сформулированного в предыдущем параграфе. Дело в том, что на спектры оказывают влияние присутствующие ароматические боковые группы, дисульфидные мостики и простетические группы, а также длина цепи и отличные от а-, Р' и беспорядочного клубка * конформации пептидной связи (например, описанные в гл. 1 различные типы (3-изгибов). К пониманию этого привели следующие наблюдения:
* Возможен также случай, что ни один участок нативного белка не принимает настоящей формы беспорядочного клубка из-за множества слабых взаимодействий между боковыми цепями и из-за того, что короткие участки пептидной цепи, соединенные регулярными участками, никогда не могут быть полностью гибкими, так как их концы не могут двигаться совершенно свободно.
1. Не все спектры белков, претендующих на «истинное:» чх-спиральное строение, одинаковы; это вызвано небольшим влиянием неароматических боковых групп на силу вращения пептидной связи и происходящему время от времени искажению а-спи-рали вследствие образования водородной связи между двумя аминокислотами, разделенными одной аминокислотой, а не тремя (как в структуре а-спирали).
2. Сила вращения, приходящаяся на остаток, в случае длинных гомополипептидов не такая, как в случае коротких. В этом состоит трудность, так как а-спиральные участки белков содержат от трех до двадцати аминокислот; все же модельные соединения, имеющие а-спиральную структуру, характеризуются очень большой длиной.
3. «Стандарты» для беспорядочного клубка, возможно, не полностью имеют форму беспорядочного клубка. Также обстоит дело и с сегментами беспорядочного клубка в белках, в которых, возможно, содержатся р-изгибы.
4. Методом рентгеноструктурного анализа в белках найдены структуры, которые неизвестны для синтетических полипептидов, используемых в качестве модельных соединений.
5. Некоторые конформации боковых цепей фенилаланина, тирозина, гистидина и триптофана могут вносить вклад в спектры КД- Полимеры, образованные этими аминокислотами, дают спектры, отличные от спектров полипептидов, состоящих из неароматических аминокислот.
6. Пролин и глицин могут образовывать левоспиральные структуры, как в случае коллагена.
7. Дисульфидные мостики цистина, как в случае инсулина и рибонуклеазы, дают полосы КД, которые не могут быть связаны с поглощением пептидной группы.
8. Небелковые простетические группы (например, гем в гемоглобине) оказывают влияние на спектры.
К этому времени читатель, конечно, решил, что коль скоро речь идет об определении структуры белка, лучше обойтись без методов ДОВ и КД. Однако, как видно из рис. 16-10,Б, эти методы иногда полезны. Действительно, как показано в табл. 16-2, методы ДОВ и КД могут применяться для общего описания содержания спиральных структур в белках. Кроме того, в результате недавних исследований спектров КД внесена ясность в некоторые проблемы и получена информация, облегчающая интерпретацию особенностей спектров. Важно представлять себе, что экспериментатор не всегда может откладывать экспериментирование до тех пор, пока будут доступны данные рентгеноструктурного анализа, и информация, извлеченная из исследований спектров КД в сочетании с данными других методов, таких, как флуоресценция, ядерный магнитный резонанс и седиментация,
ТАБЛИЦА 16-2
Сравнение11 результатов методов КД и рентгеноструктурного анализа по определению содержания спиральных структур в белках
Белок Содержание «-спиральных структур, %
КД рентгеноструктурный
анализ
Миоглобин 77 77
Лизоцим 29 29
Рибонуклеаза 18 19
Папаин 21 21
Лактатдегидрогеназа 31 29
а-Химотрипсин 8 9
Химотрипсиноген 9 6
Данные из работы Chen Y. Я., Yang J. Г., Martinez И. М, Biochemistry, 11, 4120-4131 (1972).
Примечание. В случае аналогичных данных для fi-структуры наблюдается худ-шее совпадение, так как с помощью КД не всегда удается точно обнаружить различные типы ^-изгибов.
а Сравнение правомерно только в случае сс-химотрипсина и а-химотрипсиногена. При обработке данных КД для остальных белков использовались величины содержания а-спира-ли, определяемые для них методом рентгеноструктурного анализа. — Прим. ред.
часто приводит к приемлемому описанию конформации макромолекулы.
