Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Попов Е.М. -> "Проблема белка. Том 2: Пространственное строения белка" -> 141

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 .. 135 136 137 138 139 140 < 141 > 142 143 144 145 146 147 .. 232 >> Следующая

В случае плоского варианта задачи предполагалось, что гипотетическая белковая цепь состоит из 49 мономерных единиц и ее нативная ’’глобулярная” структура свертывается в квадрате 7x7. Каждая 1-я единица цепи характеризуется, во-первых, связевым углом между векторами, соединяющими три узла решетки (г — 1 с г; г с / + 1), и, во-вторых, ближайшим окружением. Связевый угол может принимать значения 0, +90 и -90°. Энергия ближних взаимодействий произвольной конформации решетчатой модели белка выражается суммой энергий связевых углов. У кажого угла энергия отлична от нуля и считается равной -е' в том случае, если он соответствует связевому углу в решетчатой интерпретации нативной конформации. Таким образом, учитываемые в расчете ближние взаимодействия предпочтительно стабилизируют нативную структуру белка. Дальние взаимодействия делятся на специфические, отвечающие контактам между ближайшими соседями в исходной конформации, и неспецифические. Энергия первых меньше на е (как и -е', одинаковую во всех случаях) энергии вторых. Следовательно, в отношении дальних и ближних взаимодействий нативная структура белка считается самой предпочтительной.
2%
Для учета гидрофобных взаимодействий Го и Такетоми разделили все узлы решетки на полярные и неполярные и представили белковую глобулу в виде конгломерата, состоящего из гидрофобного ядра и гидрофильной оболочки. Полярными остатками считались 24 единицы, находящиеся на ’’поверхности” 7x7 ’’глобулярной” нативной конформации, а оставшиеся 25 единиц внутри квадрата — неполярными. Предполагалось, что конформационная энергия понижается, если ближайшими соседями оказываются неполярные единицы, при этом не обязательно, чтобы они находились точно в таком же положении, как в нативной структуре белка. Поэтому гидрофобные взаимодействия не относятся к специфическим.
Конформационные изменения решетчатой модели производились методом Монте-Карло с различными относительными весами дальних и ближних взаимодействий и с вариацией соотношения между их специфическими и неспецифическими составляющими. Полученные результаты позволили авторам сделать следующие выводы общего характера. Во-первых, решетчатая модель описывает равновесный переход свертывания и развертывания цепи как типичный двухфазный процесс (и, следовательно, как полагают авторы, модель отвечает поведению реального белка) только при определенном соотношении между специфическими дальними взаимодействиями, с одной стороны, и всеми другими взаимодействиями — с другой. Во-вторых, скорость процесса свертывания и развертывания цепи существенно зависит от соотношения специфических и неспецифических взаимодействий. Специфические взаимодействия способствуют образованию у модели нативноподобных областей (локальных структур), объединение которых в конечном счете приводит к исходной конформации белковой молекулы. Неспецифические взаимодействия ведут к созданию у модели менее стабильных, флуктуирующих состояний. Решетчатая модель представляет свертывание белковой цепи в нативную конформацию как процесс инициации и постоянного увеличения популяции нативно подобных локальных структур относительно популяций мигрирующих и распадающихся состояний структур развернутой цепи. При увеличенйи влияния неспецифических взаимодействий модель вырождается в статистический клубок, а при переоценке влияния специфических ближних взаимодействий — в одномерную систему. В-третьих, согласованность специфических ближних и дальних взаимодействий увеличивает скорость свертывания полипептидной цепи и делает формирование нативной конформации белка кооперативным процессом.
В последующей работе Н. Го и Г. Абе [206] была детально рассмотрена статистико-механическая модель локальных структур, идея которой уже прослеживалась в изложенном выше исследовании Го и Такетоми [205]. Под локальной структурой понимается конформация участка полипептидной цепи, которая образуется на определенной стадии процесса свертывания и которая без существенных изменений входит в нативную трехмерную структуру белка. В отличие от общепринятого представления о том, что при свертывании полипептидной
297
цепи прежде всего образуются вторичные структуры, составляющие основное содержание процесса и инициирующие всю последующую сборку белковой глобулы, Го и Абе априори не отдают предпочтения ни одной локальной структуре, регулярной или нерегулярной. Важность а-спиралей, ^-складчатых листов, изгибов цепи и других образований оценивается их статистическими весами и статистикомеханическим поведением всей белковой молекулы с помощью парциальной функции. В этой функции не учтен вклад стабилизирующих контактов между локальными структурами на отдельных участках цепи. Отсюда и название анализируемого представления о процессе белкового свертывания как модели невзаимодействующих локальных структур.
Модель Го и Абе, по существу, аналогична бусиничной модели без подвесок Кунтца и соавт. [155], только в данном случае белковая цепь представляется не в виде отдельных аминокислотных остатков, аппроксимированных жесткими сферами, а в виде целых конформа-ционно жестких структурных образований, каждое из которых включает непрерывный участок аминокислотной последовательности. Предположение об отсутствии взаимодействий между ними позволяет точно рассчитывать парциальную функцию модели. Но даже в этом случае непременными условиями являются, во-первых, знание нативной конформации, во-вторых, однодоменная глобулярная структура белка и, в-третьих, равновесность и двухфазность процесса свертывания и развертывания белковой цепи. Модель наверняка становится несостоятельной, если по ходу сборки образуются локальные структуры, отсутствующие в нативной конформации белка.
Предыдущая << 1 .. 135 136 137 138 139 140 < 141 > 142 143 144 145 146 147 .. 232 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed