химический каталог




Принципы структурной организации белков

Автор Г.Шульц, Р.Ширмер

ение объема атомной группы к соответствующему занимаемому объему, т. е. к объему окружающего полиэдра Вороного. Чтобы избежать ошибок, связанных с учетом поверхности, в рассмотрение был включен монослой молекул Н20, находящихся на поверхности. Таким образом, в полный полиэдр Вороного были включены только атомы белка, но не фактические молекулы Н20. Это поясняется на рис. 3.4, где Л — центр атома белка, а В, С и ? ?—центры фактических молекул Н20 (см. также рис. 1.9). Эта процедура позволяет попутно определить площадь молекулярной поверхности. Лучше всего воспользоваться тем монослоем поверхностных молекул воды, который содержит их максимальное количество. Однако поскольку определить такой оптимальный слой трудно, то выбранный слой обычно содержит меньшее по сравнению с оптимальным число молекул воды. Вводимая за счет этого ошибка невелика.

Белки упакованы так же плотно, как хорошие молекулярные кристаллы. Наблюдаемые локальные плотности упаковки в белках варьируют от 0,68 до 0,82. Низкая плотность найдена в активных центрах [63, 64], что подтверждает предположение о подвижности активных центров. Высокую плотность имеют гидрофобные ядра в центре белка*. Средняя плотность упаковки белка составляет около 0,75 (плотность упаковки правильных твердых сферических тел составляет 0,74). Для кристаллов малых молекул, связанных вандерваальсовыми силами, характерны значения от 0,70 до 0,78, в среднем 0,74. Стекла, масла или исключительно мягкие вандерваальсовы кристаллы (или некоторые кристаллы, построенные за счет направленных связей, например водородных связей обычного льда,

D

/ ^^ВА \/

Рис. 3.4.

Разбиение пространства на полиэдры вокруг атомов.

* Плотность упаковки нельзя смешивать с электронной плотностью или с плотностью массы. Гидрофобные ядра, как и все углеводороды, имеют значительно более низкую плотность массы, чем полярные участки.

Для данного набора атомов пространство можно разбить на неправильные полиэдры с атомами в их вершинах; одни из таких полиэдров приведен на этом рисунке. Как показал Вороной (1908), четыре бнссекторные плоскости между каждой парой атомов пересекаются в одной точке — вершине V. Эти плоскости делят тетраэдр на четыре неравные части. Часть, прилежащая к атому А, выделена заштрихованными плоскостями. Данный атом А может принадлежать произвольному числу тетраэдров. Чтобы определить общий полиэдр вокруг Л, приведенное построение необходимо выполнить для всех таких тетраэдров и все части, прилежащие к А, нужно сложить. После повторения этой процедуры для всех атомов (атомы на поверхности набора исключаются) пространство полностью разделено. Плотность упаковки данного атома определяется как отношение объема внутри вандерваальсовой оболочки к объему окружающего полиэдра. Ричарде [63] перенес эту процедуру на белковые молекулы, которые содержат атомы нескольких типов с разными ваидерваальсовымн радиусами. В этом случае процедура Вороного, которая дает точные результаты для одинаковых атомов, в своем первоначальном виде неприменима. В ее модифицированной форме, дающей удовлетворительные результаты, бнссекторные плоскости проводятся через точки, которые делят расстояние между атомами, например между А и В, пропорционально соотношению ван-дерваальсовых радиусов А и В или, если A v. В связаны ковалентно, в соответствии с отношением их ковалеитных радиусов. Вследствие таких смещений четыре плоскости уже не пересекаются в точке V, а образуют небольшой тетраэдр вблизи V. Относительный объем этого «ошибочного» тетраэдра всего около 1%, и им можно пренебречь, если отношение радиусов не превышает 1,5. Чтобы эти отношения оставались на уровне 1,0, Ричарде ввел в атомные группы все (малые) И-атомы.

рис. 3.2) имеют плотность упаковки ниже 0,70 и даже ниже 0,60. Таким образом, белки действительно упакованы столь же плотно, как малые молекулы в молекулярных кристаллах; естественно, что для них должна играть большую роль дисперсионная энергия.

Наблюдаемые плотности упаковки показывают, что метафору Козмана о капле масла не следует понимать буквально. Внутренняя часть белка более похожа на кристалл. Это подтверждается также слабой сжимаемостью белков по сравнению с маслом [65,

66]: &масло/&белок ~ 20.

Упаковка сохраняется в процессе эволюции. Концепция плотной упаковки белка и, следовательно, связанных с ней стерических ограничений, должна быть согласована с образованием большого числа направленных водородных связей практически всеми полярными группами внутри его молекулы. Напомним в связи с этим, что в обычном льде именно из-за образования линейных водородных связей плотность упаковки составляет всего 0,58. Высокая структурная оптимизация в белке подтверждает предположение о том, что эволюционные изменения гораздо реже касались внутренней части белка, чем его поверхности. Кроме того, имеется определенная тенденция ко взаимной компенсации внутренних изменений [67], например изменение IIe-> Val может сопровождаться соседним изменением GlyAla, которое восстанавливает потерянную метиль

страница 20
< 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
купить землю на новой риге 20-30 км от мкад
цвет такси в россии
наклейки на номера от камер гибдд купить в москве
scanpan посуда

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
(25.04.2017)