Проблема белка. Том 3: структурная организация белка - Попов Е.М.
ISBN 5-02-001911-9
Скачать (прямая ссылка):
По дисульфидному признаку неразличимы, например, два MOHo-SS-npo-дукта с мостиком Cys30-Cys51, один из которых возникает в самом начале свертывания из статистического клубка, а второй - в конце сборки, после частичной деструкции ди-БЗ-продуктов (Cys5-Cys14, Cys30-Cys51) и (Cys5-Cys38, Cys30-Cys51). На самом же деле конформационные состояния двух MOHO-SS-продуктов с дисульфидной связью Cys30-Cys51 имеют мало общего между собой. В первом производном в лучшем случае близки к завершению структуры конформационно жестких по средним взаимодействиям нуклеаций Arg^Pro9, Phe22-Gln31 и Ala48-Gly56. Его переход к ди-БЗ-производному (Cys5-Cys55, Cys30-Cys51) или (Cys14-Cys38, Cys30-Cys51) маловероятен по двум причинам. Во-первых, из-за сохранившегося у белковой цепи на этой стадии сборки большого количества степеней свободы, допускающих реализацию множества конформационных состояний лабильных участков, разделяющих нуклеации. Беспорядочный перебор всех случайных отклонений и селекция необратимых флуктуаций требуют пока длительного времени. Но это даже не самое важное. Главная причина невозможности образования на стадии сборки связи Cys5-Cys
[ди Cys14-Cys38) заключается в отсутствии у первого MOHO-SS-продукта щовий, необходимых для превращения соответствующих конформацион-ых отклонений в необратимые. Для появления бифуркационных комби-рций неравновесных флуктуаций нужно, чтобы случайные отклонения •ли к созданию самых предпочтительных по энергии структур, имеющих аиболыиее число стабилизирующих межостаточных контактов. Расчет онформационных возможностей всех участков белковой цепи БПТИ, днако, показал, что возникновение актуальных для сближенности остат-ов Cys5 и Cys55 и образования между ними S-S-мостика энергетически угодных конформационных отклонений можно ожидать лишь на заклю-ительной стадии построения (3-структуры. В работе [11] показано, что га структура при сборке БПТИ служит матрицей для укладки лабильных qacTKOB как со стороны N-конца, так и со стороны С-конца белковой
5ПИ.
Необратимые флуктуации, возникающие в белковой цепи до окончания Шорки (3-структуры, приводят к образованию вторых дисульфидных 1язей между Cys5 и Cys14, Cys5 и Cys38 (см. рис. IV. 17). Независимый 1счет подтвердил, что конформации получающихся при этом ди-SS-npo-'ктов обладают на соответствующих этапах ренатурации минимальной [ергией и включают в основном состояния остатков нативной структуры, жим образом, после появления нуклеаций Arg'-Pro9, Phe22-Gln31, Ala48-1у56 и образования дисульфидной связи Cys30-Cys51 создаются стериче-ше условия, благоприятные для появления необратимых флуктуаций, 5дущих сначала к ди-ББ-продукту (Cys5-Cys14, Cys30-Cys51), а затем-(Cys5-Cys38, Cys30-Cys51). Предпочтительность обоих ди-ББ-продуктов Осит, однако, временный характер и приведшие к ним флуктуации называются псевдонеобратимыми. По мере структурирования цепи 1ергия конформационных состояний локальных участков с дисульфидами связями Cys5-Cys14 и Cys5-Cys38 возрастает, поскольку, как показал 1счет, они препятствуют образованию многочисленных дальних контак-эв. Наличие же у продуктов второй дисульфидной связи Cys30-Cys51, шротив, способствует ренатурации белка, сближая его С-конец с (3-струк-урой и конформационно жестким N-концевым фрагментом Arg'-Pro9. Поэтому в результате развития процесса свертывания цепи дестабилизи-уются связи Cys5-Cys14 и Cys5-Cys38 и стабилизируется связь Cys30-¦ys51.
После завершения построения (3-структуры возникает третий ди-SS-родукт с двумя нативными дисульфидными связями Cysl4-Cys38 и :ys30-Cys5>. Он отличается излишней конформационной жесткостью, ко-орая не позволяет преодолеть серьезные стерические ограничения на ути к сближению N- и С-концевых участков белка и созданию третьей йтивной дисульфидной связи Cys5-Cys55. Иными словами, здесь не воз-икают соответствующие неравновесные флуктуации, ведущие к низко-нергетической сближенности боковых цепей остатков Cys5 и Cys55. [роцесс ренатурации БПТИ, как свидетельствует эксперимент Крейтона, азвивается через повторное создание моно-ББ-производного с дисуль->идной связью Cys30-Cys51 из нестабильных ди-ББ-продуктов. Однако его онформационное состояние отлично от состояния MOno-SS-производного,
образующегося в самом начале свертывания белка. Если структура ран_ него MOHO-SS-продукта в большой мере отвечает статистическому клубку то структура второго продукта с той же дисульфидной связью - нативной конформации белка. В ней в уже завершенном виде присутствует (3-структура, около которой в основном находятся лабильные по средним взаимодействиям участки (сначала Pro9-Cys14, затем Cys38-Ala48), что автоматически приводит к сближению остатки Cys5 и Cys55. По-видимому, отсутствие у этого продукта мостика Cys!4-Cys38 оставляет свободу, необходимую и достаточную для конформационных изменений, сопутствующих образованию дисульфидной связи Cys5-Cys55. Пространственное строение ди-ББ-продукта (Cys5-Cys55, Cys30-Cys51) не отличается от
sh
