химический каталог




Принципы структурной организации белков

Автор Г.Шульц, Р.Ширмер

ярны.

На первый взгляд белки напоминают капли масла. Как было показано на примере системы масло — вода, все неполярные группы стремятся соединяться, чтобы уменьшить площадь поверхности между неполярной цепью и водой. Действительно, в нативных белках большая часть неполярных боковых групп удалена от воды и сосредоточена в гидрофобных ядрах. Это дало основание Козману [15] сравнивать белки с каплями масла.

Внутренняя часть белка также содержит много полярных групп.

Поскольку глобулярные белки имеют диаметр около 30 А, боковые цепи не могут располагаться внутри белка без того, чтобы там не находились также полярные амидные и карбонильные группы основной цепи. Однако полярные группы прекрасно сосуществуют с водой, и их локализация во внутренней части без потери свободной энергии возможна, только если они образуют водородные связи. В действительности такие связи наблюдаются для более чем 90% полярных групп, расположенных внутри белка.

Заряженные группы находятся на поверхности. Удаление заряженных групп (Asp, Glu, Lys, Arg) от воды энергетически очень невыгодно. Это может произойти только при сопутствующем образовании солевых мостиков, которые, однако, встречаются крайне редко. Почти все заряженные боковые группы находятся на поверхности белка, увеличивая его растворимость. Кроме того, находясь в растворе в процессе спонтанного свертывания и после него, они способствуют вполне определенному направлению свертывания полипептидной цепи.

Энтропия растворителя вносит большой вклад в стабильность белка. Обсудим теперь четыре члена уравнения (3.2). Как было отмечено выше, величина Д5цеПь отрицательна для всех частей полипептидной цепи. Для неполярных частей абсолютные величины ДЯцепь и АЯраств малы, причем ДЯцепь положительна, а ЛЯраств отрицательна (рис. 3.3, б). Для неполярных частей А$раств имеет большое положительное значение.

Полярные группы образуют водородные связи при контакте с водой и между собой внутри белка. В нашей системе подсчета (все взаимодействия между цепью и растворителем включены в величину Яцепь) величина ДЯцепь положительна: одна водородная связь с водой рвется и только половина водородной связи образуется внутри белка. Величина ДЯраСтв отрицательна: на полярную группу приходится половина водородной связи. На рис. 3.3, в абсолютная величина ДЯцепь показана меньшей, чем абсолютная величина ДЯраСтв, поскольку в плотно упакованной внутренней части белка имеется больше вандерваальсовых контактов (разд. 3.6), чем на поверхности цепь — растворитель. Это благоприятствует нативному N-состоянию. Поскольку молекулы воды отчасти упорядочены вокруг полярных групп, ASpac-гв положительна, хотя и мала. В целом

бщая для полярных групп близка к нулю. Сопоставляя все члены уравнения (3.2) (рис. 3.3, б, в) можно заключить, что ASpacTB неполярной группы вносит самый большой вклад в стабильность белка. Большой вклад АЯраств для полярных групп на рис. 3.3, в в значительной степени компенсируется величиной ДЯцепь- Абсолютная величина ДЯраств — всего лишь артефакт нашей системы подсчета, которая включает в величину ЯцеПь взаимодействия растворитель — цепь.

Свободные энергии переноса боковых цепей дают возможность оценить вклады этих цепей в стабильность белка. Количественно •оценить обсуждавшиеся выше вклады довольно сложно. В работе ?[15] были определены величины АН и AS переноса различных малых неполярных молекул из монодисперсного водного раствора в монодисперсный раствор в неполярном углеводородном растворителе. Если проводить аналогию между этими экспериментами и переходом неполярных боковых цепей из воды во внутреннюю часть белка, то

АЯперенос = А//цепь -j- ДЯраств

ASaepeaoc = Д5раств ? ? * ? (2*3)

^^перенос ' ^-^перенос ^^^перенос

Было установлено, что величина АЯперенос мала и положительна, а величина ASnepeHoc велика и положительна, как и следует из обсуждавшегося ранее примера масло — вода. Нозаки и Танфорд "[16] определили величины АСперенос для переноса боковых цепей канонических аминокислот из воды в этанол или диоксан, которые имитируют полярность внутренней части белка лучше, чем углеводородные растворители. Не предпринималось никаких попыток разделить значения А//пеРенос и ASnepeHoc. Некоторые из этих данных приведены на рис. 1.8. Все гидрофобные боковые цепи имеют отрицательные значения АСпереноС, что указывает на их стремление избежать водного окружения. Напротив, остаток глицина имеет АСперенос около нуля. Таким образом, основная цепь молекулы (у Gly нет боковой цепи) не отдает предпочтения ни внутренней части, ни поверхности белка.

Величина Абперенос пропорциональна контактной поверхности. Линейная зависимость между площадью доступной поверхности неполярной боковой цепи и величиной Д(?перенос согласуется с гипотезой «айсберга», поскольку можно ожидать, что число упорядоченных молекул воды пропорционально поверхности контакта. Как видно из рис. 1.8, на каждый диполь приходится уменьшение абсолютной величины AGnepeHoc примерно на 1,5 ккал/моль. Однако эта величин

страница 18
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151

Скачать книгу "Принципы структурной организации белков" (3.40Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
системной скледормия
участок в лесу новая рига
чугунная сковородка для блинчиков за 4500 где купить в спб
рекламный лист о продаже

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(27.06.2017)