Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Попов Е.М. -> "Проблема белка. Том 3: структурная организация белка" -> 244

Проблема белка. Том 3: структурная организация белка - Попов Е.М.

Попов Е.М. Проблема белка. Том 3: структурная организация белка — М.: Наука, 1997. — 604 c.
ISBN 5-02-001911-9
Скачать (прямая ссылка): problemabelkat31997.djvu
Предыдущая << 1 .. 238 239 240 241 242 243 < 244 > 245 246 247 248 249 250 .. 303 >> Следующая

В рассматриваемых исследованиях по компьютерному воспроизведению (Ввертывания белка используются методы минимизации энергии, которые ¦сключают преодоление потенциальных барьеров, а следовательно, и 1нализ значительных конформационных изменений или больших энергетических флуктуаций. Это делает конечный результат расчета полностью •ависимым от набора исходных структурных вариантов. Их выбор при Отсутствии надлежащего критерия неполон и случаен, поскольку даже у в»ерхупрощенных моделей количество возможных конформационных
состояний огромно и не поддается расчету. Поэтому гарантированный поиск уникальных межостаточных взаимодействий, формирующих компактную глобулу, невозможен. Обоснованное с физической точки зрения компьютерное воспроизведение процесса самоорганизации трехмерной структуры белка требует не только расчетной модели, учитывающей особенности природной гетерогенной аминокислотной последовательности но и такого способа оценки энергии невалентных взаимодействий атомов свертывающейся цепи, в котором допускалась бы дифференциация специфических и неспецифических контактов между остатками или, иными словами, разделение необратимых, бифуркационных конформационных флуктуаций и обратимых, равновесных флуктуаций. Предложенные модели и используемые методы минимизации энергии не удовлетворяют обоим требованиям. Поэтому для получения результатов, соответствующих опыту, авторам всех упомянутых выше работ пришлось отказаться от априорности расчета и прибегнуть к искусственному приему -выбору в качестве исходных для минимизации энергии приближений структурных вариантов, включающих важнейшие элементы экспериментально наблюдаемой нативной конформации белка, или использованию эмпирических корреляций. Решение задачи привело к фактическому отказу от независимого описания механизма свертывания белковой цепи и приобрело формальный характер.
Наряду с изучением бусиничных моделей белков, преследовавших воссоздание трехмерной структуры молекулы, почти одновременно возникло еще одно направление теоретических исследований сверхупрощенных моделей, которые не предназначались для предсказания нативной конформации белка. Их цель заключалась в изучении общих закономерностей компактного свертывания белковой цепи в предположении,что явление ренатурации (денатурации) представляет собой двухфазный равновесный процесс. Первая работа нового направления была выполнена в 1978 г.
Н. Гё и Г. Такетоми, предложившими так называемую решетчатую модель белка [57-59]. Абстрагирование от геометрии и силового поля реальной аминокислотной последовательности здесь идет еще дальше, чем в бусиничных моделях. Белок представляется в виде плоского, а в более поздних работах - объемного решетчатого полимера, стабилизированного тремя видами взаимодействий. В отношении этих взаимодействий все условно - как качественные, так и количественные характеристики. Неясным остается даже принцип их разделения. Первые два вида можно отнести к внутриостаточным и межостаточным взаимодействиям. Следовательно, критерием разделения в данном случае служит не природа контакта, а место остатков в цепи. Однако такой критерий не отвечает третьему виду взаимодействий - гидрофобному, который определяется сложным комплексом взаимоотношений аминокислотных остатков цепи между собой и водным окружением. Функции, приписываемые гидрофобным взаимодействиям, задаются исходя из нативной конформации белка, которая, тем не менее, остается неизвестной.
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 i-я единица
0епи характеризуется связевым углом между векторами, соединяющими дри угла решетки (i-l с i; i с i+l), и ближайшим окружением. Связевый ^гол может принимать значения 0, 90 и -90°. Энергия ближних взаимодействий произвольной конформации решетчатой модели белка выражается суммой энергии связевых углов. У каждого угла энергия отлична фт нуля и считается равной -е' в том случае, если он соответствует ^вязевому углу в решетчатой интерпретации нативной конформации. $Гаким 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 величину 8, одинаковую, как и -е', во всех |Случаях, энергии вторых. Следовательно, в отношении дальних взаимодействий нативная структура белка также считается самой предпочтительной. Для учета гидрофобных взаимодействий Гё и Такетоми разделили все узлы решетки на полярные и неполярные и представили белковую глобулу, как состоящую из гидрофобного ядра и гидрофильной (Оболочки. Полярными остатками считались 24 единицы, находящиеся на "поверхности" квадрата 7x7 "глобулярной нативной" конформации, а неполярными - оставшиеся 25 единиц внутри квадрата. Предполагалось, ,что конформационная энергия понижается, если ближайшими соседями .оказываются неполярные единицы, причем необязательно, чтобы они ,находились точно в таком же положении, как в "нативной" структуре белка. Поэтому гидрофобные взаимодействия не относятся к специфическим.
Предыдущая << 1 .. 238 239 240 241 242 243 < 244 > 245 246 247 248 249 250 .. 303 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed