Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Попов Е.М. -> "Проблема белка. Том 3: структурная организация белка" -> 253

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 .. 247 248 249 250 251 252 < 253 > 254 255 256 257 258 259 .. 303 >> Следующая

Большое влияние на специалистов, разрабатывающих алгоритмы предсказаний а-спиралсй и [i-складчатых листов и на их основе - гипоте-
рические схемы укладки белковой цепи в нативные конформации, оказала Ьабота М. Левитта и К. Чотиа по классификации пространственных структур сравнительно небольшой группы белков с преимущественным содержанием вторичных структур на четыре группы (ос), (Р), (а + Р) и (а/Р) §147]. Авторы предложили изучать пространственную организацию этих белков не на уровне конформационных состояний отдельных остатков, а с Помощью вторичных структур, беря последние прямо из опыта или оценивая их брутто содержание с помощью статистических методов. При #том неизбежно снижаются требования к ожидаемой информации и появляется возможность решать вопросы о порядке и природе взаимодействий вторичных структур друг с другом, способах укладки а-спиралей относительно р-складчатых листов, предсказательных алгоритмов таксономических групп Левитта и Чотиа и т.д. (подробнее см. [107]). Как прежде из анализа первичных и третичных структур белков выводились зависимости и правила упаковки отдельных аминокислотных остатков во вторичные структуры, так и теперь стали изучать направления свертывания полипептидных цепей в высокомолекулярных белках, анализировать контактные поверхности между сближенными участками а-спиралей и P-структур и выводить правила упаковки отдельных вторичных структур в супервторичные. И если раньше, в 1967 г., Г. Фасман, имея в виду регулярные формы полипептидов, утверждал: "Общепризнано, что лишь несколько конформаций, благодаря своей внутренней термодинамической Стабильности, будут встречаться наиболее часто и, по-видимому, именно они составляют общую основу белковой структуры" [148. С. 594], то теперь, по прошествии более двух десятилетий (1989 г.), он, также отражая господствующее мнение, полагает, что "супервторичные структуры являются главными компонентами доменов, которые при взаимодействии образуют трехмерные конформации белков" [149. С. 236].
Заключения Фасмана близки по своей сути и отличаются лишь смещением акцента с вторичных структур на супервторичные и домены как их комбинации. Существенно, однако, то обстоятельство, что изучение более высоких уровней структурной организации белков стало проводиться не после решения задач о формировании регулярных и нерегулярных структурных элементов на локальных участках последовательности, выяснения причин образования а-спиралей и P-структур и выработки надежных правил их идентификации. Эти задачи так и остались нерешенными, как сохранился и чисто эмпирический подход к поиску их решения. В итоге, на мой взгляд, был сделан шаг не вперед, в направлении более глубокого осмысления структурной организации белковых молекул и механизма их сборки, а в сторону от проблемы.
В работах К. Чотиа [150-152], М. Левитта [153-155], Ф. Коэна [156-158], К. Коэна и Д. Парри [159], Г. Фасмана [160], М. Стернберга и Дж. Торнтона [161-166] и их соавторов, а также других исследователей разрабатываются эмпирические правила упаковки вторичных структур, нахождения областей инициации свертывания, отнесения белков к одной из групп супервторичных структур и т.д. Главным направлением работ 1980-х годов становится сборка преформированных вторичных структур в супервторичные и третичные. Одним из первых исследований такого
плана является работа Р. Ричмонда и Ф. Ричардса [167]. На пути к пред. сказанию пространственного строения миоглобина авторы рассчитали практически все (~3 • 108) способы ассоциации шести (из восьми) главных а-спиралей белка, 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. Такой же подход и с тем же успехом (среднеквадратичное отклонение атомов С“ -4,5 А) был использован для этого же белка Ф. Коэном и соавт. [168, 169]. Ф. Коэн и соавт. [156-158] развили ступенчатый метод предсказания трехмерной структуры белка по известной аминокислотной последовательности, получивший название комбинированного метода. Он предусматривает проведение трех последовательных стадий: 1) предсказание на основе существующих алгоритмов регулярных вторичных структур; 2) упаковку а-спиралей и [i-складчатых листов в конформацию, отражающую характерные особенности нативной структуры; 3) энергетический расчет отобранных конформаций с использованием моделей, подобных сверхупрощенным моделям Левитта и Уоршела [29-31J, Кунтца и соавт. [32], Робсона и Осгуторпа [170].
Схема комбинированного метода, на первый взгляд, выглядит достаточно логично. В действительности же она не может быть реализована в отношении всех своих положений, что следовало из уже имевшихся к моменту появления метода экспериментальных данных. Первый пункт схемы невыполним, по крайней мере, по трем причинам. Во-первых, у большей части белков вторичные структуры составляют незначительную долю трехмерной структуры; в среднем, в а-спирали глобулярных белков 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 и при большом желании могут быть отнесены к регулярным. Насколько геометрические параметры реальных конформационных состояний остатков полипептидной цепи могут отличаться от параметров вторичных структур видно из табл. IV. 16, в которой приведены значения двугранных углов остатков некоторых сегментов последовательностей а-химотрипсина и лизоцима. Во всех работах, посвященных поиску эмпирических корреляций, эти сегменты отнесены к а-спиральным или (3-структурным. И наконец, в-третьих, надежность существующих алгоритмов предсказания, несмотря на оптимистические сообщения (см. ниже), не >50%, что исключает их практическое использование.
Предыдущая << 1 .. 247 248 249 250 251 252 < 253 > 254 255 256 257 258 259 .. 303 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed