Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Попов Е.М. -> "Проблема белка. Том 2: Пространственное строения белка" -> 151

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 .. 145 146 147 148 149 150 < 151 > 152 153 154 155 156 157 .. 232 >> Следующая

Шаг сделан не в сторону осмысления явления или получения новых фактов; произошло лишь смещение акцентов с вторичных структур на супервторичные структуры и домены как их комбинации. Это был логически неоправданный шаг в сторону от решения проблемы, не являющийся естественным переходом от понятого простого к познанию на такой основе более сложного. Чрезмерное увлечение в последние годы только высшими и еще реже встречающимися уровнями регулярных структур белковых молекул, по существу, есть отказ от решения частных задач и попытка решить теми же средствами более сложные и еще более частные. В работах С. Чотиа [255—257], М. Левитта [258—260], Ф. Коэна [261—263], С. Коэна [264], Г. Фасмана [265], М. Стернберга [140—145] и их соавторов, а также ряда других исследователей разрабатываются эмпирические правила упаковки вторичных структур, нахождения областей инициации свертывания, отнесения белков к одной из групп Левитта и Чотиа, выяснения топологии цепи и т.д. Главными направлениями, рассматриваемыми ниже, становятся сборка преформированных вторичных структур в супервторичные и третичные и классификация белков на группы (а), (р), (а+Р) и (а/(3).
Одной из первых работ, использовавших иерархический поход к предсказанию пространственного строения белков, является исследование Р. Ричмонда и Ф. Рихардса [266]. Авторы проанализировали все
317
Рис. 11.9. Схематическое представление трехмерных структур термолизина (домен 11) и цитохрома с (а,6\ структурная группа а), трипсинового ингибитора соевых бобов и рибонуклеазы А (в,г; группа |3), пируваткиназы (домен I) и аденилаткиназы (д,е; группа а$) [253]
318
возможные способы (~ 3 • 108) ассоциации шести главных а-спиралей миоглобина (всего в белке восемь а-спиральных участков, включающих от 7 до 23 аминокислотных остатков), приняв их конформации такими же, какими они были определены рентгеноструктурным анализом. Из рассчитанных комбинаций известных структурных элементов найдено две, удовлетворяющие плотной упаковке, непрерывности цепи и геометрическим условиям встройки гема. Подобный подход, также для миоглобина и с тем же успехом (среднеквадратичное отклонение атомов Са составило ~ 4,5 А), был использован Ф. Коэном и соавт. [267, 268].
Вскоре анализ супервторичных и третичных структур стал широко использоваться для исследования топологии полипептидной цепи у белков, содержащих (3-складчатые листы (группа (3) и смежные вторичные структуры (группы а +|3 и а/(3). М. Стернберг и соавт. [269] проанализировали структурные мотивы у 13 гликолитических ферментов, десять из которых были ранее изучены кристаллографически. Показано, что пространственное строение молекул всех ферментов представляет собой вариации одной структурной темы — многотяжевой, преимущественно параллельной (3-складчатой структуре, экранированной от контактов с растворителем а-спиралями (группа а/(3). У некоторых ферментов наблюдается также структурное подобие доменов, правда, оно неярко выражено.
Ф. Коэном и соавт. [261—263] развит ступенчатый метод предсказания трехмерной структуры белка по известной аминокислотной последовательности. Метод, получивший название комбинированного, предусматривает проведение трех последовательных стадий: 1) предсказание на основе существующих алгоритмов регулярных вторичных структур; 2) упаковку а-спиралей и (3-складчатых листов в конформацию, отражающую характерные особенности нативной структуры; 3) энергетический расчет отобранных конформаций с использованием моделей, подобных сверхупрощенным моделям Jleвитта [254], Кунтца и соавт. [155], Робсона и Осгуторпа [270]. План исследования на первый взгляд выглядит логично. В действительности же он нереален, причем нереален в отношении всех своих трех положений, что следовало из данных, уже имевшихся к моменту его появления. Первый пункт плана невыполним по крайней мере по трем причинам. Во-первых, у большей части белков вторичные структуры составляют незначительную долю трехмерной структуры, а в среднем в а-спирали входит 25—30% остатков, а в (3-структуры — 15—20%. Во-вторых, встречающиеся в конформациях белков вторичные структуры, как правило, сильно искажены и лишь условно могут быть отнесены к регулярным (рис. II.3). В-третьих, надежность существующих алгоритмов предсказания вторичных структур не превышает 50% (гл. 8), что исключает их практическое использование. Возможно, по этим или иным причинам авторы не стали обращаться к предсказательным алгоритмам, а приступили к реализации второго пункта своего плана, выбрав для демонстрации возможностей предлагаемого ими метода белки, изученные рентгеноструктурно, и взяв всю информацию о геометрии
319
вторичных структур непосредственно из эксперимента [261—263]. Они рассмотрели все способы упаковки (3-структурных сэндвичей в 11 иммуноглобулиновых доменах, содержащих от шести до девяти В-складчатых листов. Для каждого домена рассчитано порядка 107— 10х различных сочетаний опытных вторичных структур. Количество вариантов, отобранных для нахождения структур, напоминающих соответствующие кристаллографические конформации доменов, составило от нескольких единиц до 4 тыс. комбинаций. Наименьшее среднеквадратичное отклонение атомов Са оказалось равным 5,0 А. Эта цифра, учитывая небольшие размеры доменов (34—53 остатка) и использование в расчете значительного экспериментального материала, свидетельствует о несостоятельности метода и, в частности его второй позиции.
Предыдущая << 1 .. 145 146 147 148 149 150 < 151 > 152 153 154 155 156 157 .. 232 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed