Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Попов Е.М. -> "Проблема белка. Том 2: Пространственное строения белка" -> 116

Проблема белка. Том 2: Пространственное строения белка - Попов Е.М.

Попов Е.М. Проблема белка. Том 2: Пространственное строения белка — М.: Наука, 1996. — 480 c.
ISBN 5-02-001697-7
Скачать (прямая ссылка): problemabelkat21996.djvu
Предыдущая << 1 .. 110 111 112 113 114 115 < 116 > 117 118 119 120 121 122 .. 232 >> Следующая

249
дальних взаимодействий. А если это так, то, по мнению авторов, нельзя, исходя из статистического анализа, выработать правила предсказания из-за огромного разнообразия тетрапептидных последовательностей 20 аминокислотных остатков и большого числа конформационных вариантов, которые могут приводить к поворотам белковой цепи. Выход авторы видят в теоретическом анализе.
Механизм самоорганизации белковых молекул, аналогичный предложенному Льюисом и сотрудниками, был в чисто описательном плане позднее рассмотрен также О.Б. Птицыным [79]. До этого изучение кинетики обратимой денатурации ряда белков К. Анфин-сеном, К. Тэнфордом, Д. Кошландом и другими привело к заключению, что укладка полностью развернутой пептидной цепи в глобулярную структуру начинается с образования на отдельных участках цепи конформационно жестких нуклеаций и без существенных изменений входит в нативную структуру. Придерживаясь такого механизма, Птицын, как и ранее Льюис и Шерага, полагает, что зародышевыми конформациями являются спиральные и вытянутые вторичные структуры. Стабилизация отдельных регулярных структур на ранней стадии самоорганизации определяется главным образом индивидуальными свойствами аминокислот, а стабилизация объединенных вторичных структур на последующей стадии - взаимодействием соответствующим образом расположенных полярных и неполярных остатков. В то же время в противоположность этому утверждению О.Б. Птицын подчеркивает, что конформационная устойчивость каждого участка цепи в свернутой форме молекулы обусловлена силами его взаимодействия с гидрофобным ядром и молекулами воды. "По сравнению с этими мощными силами, - пишет О.Б. Птицын, - небольшие различия между спиралеобразующими и спираленеобразующими остатками практически полностью теряют свое значение. В результате локализация спиральных участков в компактной глобуле определяется не сгущениями спиралеобразующих аминокислот, а тем, может ли та или иная аминокислотная последовательность, будучи закручена в спиральную структуру, встроиться в глобулу" [79. С. 66]. Помимо того, что это предположение противоречит другим, сделанным автором в той же статье, оно ставит под сомнение не только большую роль ближних взаимодействий в образовании вторичных структур, что утверждалось ранее, но, что более существенно, и саму возможность предсказывать структуры с помощью статистического анализа.
Если регулярные конформации являются действительно результатом дальних взаимодействий, которые практически нивелируют спиралеобразующие и спираленеобразующие потенции остатков (иными словами, теперь уже третичная структура создает набор вторичных), то, очевидно, теряется смысл в статистическом поиске корреляций между последовательностью аминокислот и трехмерной структурой. Именно такую точку зрения высказали Н.Г. Есипова и В.Г. Туманян в
1972 г. [80]. Авторы считают, что все попытки установить прямую связь между аминокислотной последовательностью и вторичной структурой обречены на неудачу, так как они не могут привести к
250
пониманию принципов формирования глобулы, во-первых, поскольку регулярные конформации не являются доминирующими в молекулах большинства белков, а во-вторых, вследствие их зависимости от третичной структуры. Н.Г. Есипова и В.Г. Туманян предложили модель пространственной структуры белка как системы из относительно прямых сегментов с узловыми точками перегибов между ними. Повороты полипептидной цепи трактуются как гибкие шарниры или жесткие участки, меняющие за счет взаимодействий входящих в них остатков направления цепи. Оба подхода основаны на статистическом анализе известных нативных конформаций и принципиально не отличаются друг от друга.
Развивая представление о важности индивидуальных вкладов остатков в формирование а-спиралей, Льюис и Шерага предложили использовать для их количественной оценки термодинамические параметры s и ст феноменологической теории переходов спираль-клубок синтетических полимеров Б. Зимма и Дж. Брэгга. Параметр s представляет собой константу равновесия перехода мономерного звена из неупорядоченной клубковой формы (с) в упорядоченное а-спиральное состояние (h), которое включает по крайней мере три предшествующих остатка; иными словами, параметр s описывает переход ...h, h, h, с... —» ...h, h, h, h.... Параметр ст является константой равновесия перехода мономерного звена из состояния с, которому предшествуют три (или более) звена в этой же форме, в состояние h: ...с, с, с, с... —? ...с, с, с, h.... Состояние h более выгодно энергетически, а состояние s более предпочтительно по энтропии. Поэтому свободная энергия таких состояний различным образом меняется в зависимости от внешних условий. Теория перехода спираль-клубок базируется на одномерной модели Изинга, которая неприменима непосредственно к трехмерной структуре белка, но может быть использована для описания его денатурированного состояния при отсутствии взаимодействий между остатками.
П. Льюис и Г. Шерага впервые предложили рассчитывать профили вероятности спирального содержания развернутой белковой цепи с помощью параметров s и ст, найденных экспериментально из кривых плавления переходов спираль-клубок синтетических полипептидов [74]. Они полагали, что поиск корреляции между рассчитанными таким образом профилями вероятности содержания а-спиралей для денатурированных белков и экспериментально наблюдаемыми а-спиральными областями в нативной структуре окажется более перспективным по сравнению с попытками установить связь с помощью статистического анализа между аминокислотной последовательностью и вторичными структурами, а также между последними и третичной структурой. Предполагается следующая схема свертывания белковой цепи в глобулу. Первоначально на некоторых участках полностью развернутой белковой цепи возникают а-спирали. Регулярное свертывание цепи происходит не за счет кооперативных взаимодействий остатков, а в соответствии с потенцией отдельных аминокислот. Далее, флуктуация цепи в разделяющих спирали областях, специфика которых, согласно
Предыдущая << 1 .. 110 111 112 113 114 115 < 116 > 117 118 119 120 121 122 .. 232 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed