Проблема белка. Том 2: Пространственное строения белка - Попов Е.М.
ISBN 5-02-001697-7
Скачать (прямая ссылка):
— 40—42%. Точность предсказаний, естественно, нисколько не повышается при одновременном использовании нескольких методов.
В результате обращения к количественным оценкам эффективности предсказательных алгоритмов стала очевидной их малая достоверность. Примечательно, что при использовании более объективных оценочных характеристик точности и апробации эмпирических корреляций на большом экспериментальном материале низкий уровень предсказания был обнаружен у всех существующих методов. Это обстоятельство важно, поскольку поиски эмпирических корреляций велись в различных направлениях и отличались друг от друга в отношении объема и характера привлекавшихся опытных данных, методов их обработки, числа предсказываемых конформационных состояний остатков, трактовки факторов, ответственных за стабильность вторичной и третичной структур, и т.д. В таких условиях трудно объяснить низкие показатели качества во всех случаях методологическими особенностями используемого подхода.
Напрашивается мысль об общей для всех методов причине их
272
низкого качества, имеющей принципиальный характер. Между тем основа самого корреляционного подхода к предсказанию вторичной структуры по аминокислотной последовательности — конформационная модель глобулярных белков Полинга и Кори не подвергается сомнению. Но если представления Полинга и Кори были вполне оправданы, так как они обобщали и объясняли наблюдаемые факты, предсказывали новые и прямо не противоречили известным в то время данным, то отстаивание тех же взглядов в 1980-е годы, когда ситуация существенно изменилась, трудно понять. За прошедшие десятилетия стали известны трехмерные структуры многих сотен белков, среди которых большинство состоит в основном из нерегулярных участков, а целый ряд белков вообще их не содержит (тРНК-синтетаза, ферродоксин, фосфолипаза, агглютинин и др.). Вторичные структуры, все-таки входящие в белки, как правило, сильно искажены и лишь условно могут быть отнесены к регулярным. В среднем, как известно, менее 50% аминокислотных остатков оказываются включенными во вторичные, условно регулярные структуры. Также не отвечают известным фактам утверждения о доминирующей роли водородных связей в стабилизации а-спиралей и (3-структур и предположение о слабом взаимодействии белковых цепей друг с другом и с пептидным остовом.
В правой части табл. II.5 приведены результаты статистической обработки Дж. Рихардсон и Д. Рихардсоном 215 а-спиралей в 45 белках с большим содержанием вторичной структуры [166, 167]. Они характеризуют встречаемость стандартных аминокислот на трех участках а-спиралей (N- и С-пептидных концах и промежуточной, центральной части) и на двух трипептидных участках, непосредственно предшествующих спиралям и следующих за ними. В левой части табл. II.5 указано процентное содержание аминокислотных остатков в 215 спиралях (А), 45 базовых белках (В) и белках позвоночных (С) [168, 169]. Здесь же даны отношения А/В и А/С, отражающие склонность остатков образовывать вторичную структуру. При отсутствии такой тенденции они равны 1. Величины, превышающие 1, свидетельствуют о предпочтительности соответствующих остатков встраиваться в а-спирали, а величины меньше 1 — избегать их. Учитывая специальный отбор базовых белков, можно было ожидать, что отношение А/В окажется особенно чувствительным к проявлению этой тенденции.
Полученные значения А/В обнаруживают незначительные отклонения от 1 (±0,3). Следовательно, даже в белках с большим содержанием а-спиралей относительное распределение остатков на упорядоченных и неупорядоченных участках близко к случайному. Как видно из табл. II.5, оно фактически является таким же и вдоль спиральных последовательностей, а также на инициирующих и разрушающих спирали участках. Лишь остаток Pro склонен, по известной причине, избегать центральные и С-концевые части спиралей, легко встраиваясь в их N-koh-цевые части и смежные фрагменты. Столь же незначительные отклонения от 1 обнаруживают значения А/С , что указывает на близость распределения аминокислотных остатков в а-спиралях к естественному распределению.
273
Таблица II.5
Встречаемость аминокислотных остатков в а-спиралях кристаллографических структур 45 белков
Остаток Относитель ное содержание остатков, % Соотношение содер Встречаемость остатков в а-спиралях и трипептидных предшествующих и последую
жания остатков щих участках
В а-спира В 45 белках В белках А/В А/С Предшест а-Спираль Последую Общее
N-Конец Средняя С-Конец
tf-c? часть а а
а а Ci-htCi+ii
с6-см
