Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Попов Е.М. -> "Проблема белка. Том 3: структурная организация белка" -> 248

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 .. 242 243 244 245 246 247 < 248 > 249 250 251 252 253 254 .. 303 >> Следующая

Дж. Сколник и соавт. [94, 95] создали ряд более сложных трехмерных решетчатых моделей, имеющих по несколько вариантов, различающихся системами координат и количеством взаимодействующих центров, представляющих аминокислотные остатки. Ими описана, например, модель, в которой следующие друг за другом остатки занимают в решетке не ближайшие места, а положения, отвечающие ходу коня в шахматах. Есть модель, в решетке которой предусмотрены дополнительные центры, предназначенные для боковых цепей.
М. Хао и Г. Шерага использовали процедуру Монте Карло для энтропийного отбора проб в исследовании 38-остаточного модельного белка [96]
(Р помощью пространственной решетки Дж. Сколника и А. Колинского [94] стремя типами (полярным, неполярным и нейтральным) остатков. Путем селекции последовательностей они показали, что свертывание цепи с оптимизированным порядком представляет собой фазовый переход первого рода, в реализации которого принимают участие кооперативные дальние взаимодействия. Свертывание цепей со случайными порядками происходит только за счет ближних взаимодействий и поэтому не приводит к плотно упакованным структурам. Наивысшим достижением работ Сколника явилось изучение путей свертывания с идентификацией промежуточных стабильных состояний и расчет трехмерных структур белков апопластоцианина и триозефосфатизомеразы со среднестатистическими отклонениями атомов С“ от их действительных положений соответственно 6,0 и 3,0 А [97]. Однако эти результаты не решили общую проблему свертывания белков, поскольку для их получения были использованы многие детали известных экспериментальных структур. Недавно Сколник и соавт. [55] предложили более общий подход, который свободен от привнесения в расчет опытных данных, касающихся локальных конформационных состояний. Перспективы его еще недостаточно ясны, тем не менее первая попытка независимого определения с его помощью направления закрутки четырех а-спиралей в суперспираль привела к результатам, совпадающим с экспериментом [98].
Новый метод решетчатого моделирования разработали Д. Ковел и Р. Джерниган [99]. В их трехмерной решетке, ограниченной в размерах и форме объемом нативной конформации исследуемого белка, авторы смогли прогенерировать все варианты состояний небольших аминокислотных последовательностей. Используя эмпирические потенциальные функции контактирующих пар остатков, предложенные С. Миязавой и Р. Джерниганом [100], они рассчитали решетчатые конформации пяти низкомолекулярных белков (36-62 остатка). Во всех случаях структура, близкая к нативной, не была самой предпочтительной, но тем не менее находилась в наименьшем по энергии 2%-м наборе конформационных вариантов. Авторы полагают, что метод будет полезен в стартовом определении вероятных путей свертывания аминокислотной последовательности в ограниченном пространстве. Проверка реальных объектов, однако, показала, что метод, как и его более поздняя модификация [101], приводит к заметному расхождению теоретических и опытных конформационных параметров, не меньшему, чем то, которое наблюдалось со сверх-упрощенными моделями, предложенными в конце 1970-х годов [29-36]. Тот же качественный уровень имеют последние разработки Д. Хиндса и М. Левитта [102], Ф. Стиллингера, Т. Хид-Гордона и соавт. [103, 104].
Рассмотренные в этом разделе сверхупрощенные представления о белковой цепи и еще более абстрактные плоские и пространственные решетчатые модели сборки белка содержат ряд общих и неизбежных для данного подхода черт принципиального порядка. Аминокислотные остатки белковой цепи во всех моделях представляются в виде жестких сфер или пространственной решетки. Тем самым предполагается возможность решить хотя бы в чисто феноменологическом плане проблему структурной
самоорганизации белка не на атомно-молекулярной основе, а на более грубом уровне. Создатели подобных моделей полагают, что для достижения цели важнее иметь общее представление о конформационном пространстве и размере последовательности, чем знания об атомных деталях. К. Дилл и соавт. [105] вообще отрицают необходимость наличия у свертывающего полимера полипептидной структуры. В своем обзоре, опубликованном в 1995 г., они пишут: "Кодирование уникальной компактной конформации цепи может не требовать аминокислот; оно может требовать только способности синтезировать такие специфические последовательности, в которых, по крайней мере, один тип мономера являлся бы гидрофобным" [С. 561].
Стремление свести рассмотрение конформационных свойств природных аминокислотных последовательностей к анализу решетчатых моделей объясняется не только естественным желанием максимально упростить задачу. Не меньшее значение имело также то обстоятельство, что модели такого вида уже давно использовались в физике полимеров. Впервые и сразу же в квадратном и кубическом вариантах они были предложены в 1947 г. У. Орром [106] при изучении конформационных свойств синтетических гомополимеров и вскоре стали основой дальнейшего развития конфигурационной статистики полимерных цепей. Лишь спустя 30 лет решетчатые модели были опробованы Гё и Такетоми для белков [57] Моделирование сложного объекта с помощью простых схем может иметь физический смысл и быть оправданным только при одном непременном условии: исследуемые макроскопические свойства этого объекта, а именно, самопроизвольное свертывание белковой цепи в компактную нативную конформацию, не должны определяться индивидуальными свойствами его микроскопических составляющих, т.е. конкретным химическим строением 20 стандартных аминокислотных остатков.
Предыдущая << 1 .. 242 243 244 245 246 247 < 248 > 249 250 251 252 253 254 .. 303 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed