химический каталог




Принципы структурной организации белков

Автор Г.Шульц, Р.Ширмер

х вкладов. Однако этот баланс неполон, поскольку отсутствует вклад ДС?Раств. Для рассмотренного примера величина АСРаств довольно мала, так как образование спирали приводит к удалению от растворителя только полярного остова, но не крупных гидрофобных боковых цепей (разд. 3.5).

Рассмотрим теперь «средний» глобулярный белок, состоящий из 150 аминокислотных остатков. Как следует из уравнения (8.1), величина Т ? AS составляет в этом случае несколько сотен килокалорий на моль. Для приведения пептидной цепи и боковых цепей в нативную конформацию эту энергию должны компенсировать величины AGPacTB и АЯцепь (уравнение (3.2)). Судя по числу остатков, удаляемых из растворителя, и по вкладам свободной энергии этого процесса (рис. 1.8), величина AGPaCTB составляет по крайней мере 100 ккал/моль. Вклад А//цепь обеспечивается водородным связыванием во внутренней части белка (90% всех внутренних полярных групп которого образуют водородные связи [17]) и вандер-ваальсовыми взаимодействияхми. Результирующее значение Д6общ = = АЯцепь — T&Smnb -j- ДОраств составляет лишь небольшую долю от величин компенсирующихся членов, или приблизительно 10 ккал/моль.

Такой порядок абсолютной величины Д(/общ процесса свертывания был найден экспериментально для большого числа белков, содержащих около 150 остатков [413]. Для оценки Д(/общ привлекались скорости водородного обмена в состояниях N и R [414— 416], калориметрические данные процесса деструктурирования цепи, данные, полученные из кривых денатурации (см. обзор в [413]), а также константы равновесия К между нативной и случайной кон-формациями, найденные при иммунологических исследованиях [418]. Поскольку величина Л6общ мала, любые энергетические расчеты, преследующие цель установления корреляции между ковалентной и геометрической структурами белка, должны быть исключительно точными, чтобы дать значимые результаты. Поскольку невалентные связывающие силы в белке поняты еще ие достаточно, достичь такую точность пока еще трудно (гл. 3). Нужно отметить также, что константа равновесия очень чувствительна к температурным изменениям.

Тепловые флуктуации в белковых структурах

Изолированные молекулы белка претерпевают большие структурные флуктуации. При любом термодинамическом описании структуры белка необходимо иметь в виду, что отдельная белковая молекула с окружающим ее растворителем представляет собой очень малую систему [419]. При данной температуре среднеквадратичное значение флуктуации энергии ЬН системы составляет согласно [420]:

VbfP =VkmCT2

Для макроскопических систем эти флуктуации по сравнению с внутренней энергией в самом деле очень малы. Однако для отдельной белковой молекулы с массой т около 5 • Ю-20 г и удельной теплоемкостью с — 0,32 кал • град^г"1 [421, 422] при 37°С флуктуации составляют 7 • Ю-20 кал (k -постоянная Больцмана), что соответствует приблизительно 40 ккал/моль при пересчете в молярном базисе. Такие флуктуации значительно превосходят величину АСоб1Дее. Однако времена релаксации составляют всего наносекунды, что недостаточно для индуцирования значительного развертывания нативной структуры.

Тем не менее такие флуктуации могут наблюдаться экспериментально. Одним из примеров служит динамическое поведение боковых цепей Туг в ингибиторе трипсина поджелудочной железы. Согласно .данным рентгеноструктурного анализа, эти боковые цепи жестко упакованы, однако спектры ядерного магнитного резонанса свидетельствуют о колебаниях этих боковых цепей между двумя состояниями, отличающимися поворотом на 180° вокруг связи С$ — Cv 1423, 424]. Эта же методика использовалась для доказательства конформационной лабильности на первый взгляд жестких остатков в лизоциме [425], рибонуклеазе [426] и миоглобине [427]. Кроме того, было установлено, что флуоресценцию скрытого в рибонуклеазе Тгр можно подавить действием 02 [428, 429], что свидетельствует о способности 02 проникать внутрь молекулы. Аналогичные выводы лолучены из опытов по релаксации флуоресценции [430], фосфоресценции [431] и водородному обмену [414]. Все эти, а также некоторые другие данные [432] показывают, что молекула белка достаточно подвижна. Атомы могут смещаться относительно средних положений, устанавливаемых рентгеноструктурным анализом. Отметим, что олигомерные белки (и белковые кристаллы, по которым получена ^большая часть данных) имеют большую массу пг, чем мономерные. Пээтому в них меньше флуктуации, приходящиеся на единицу массы.

Нативнсе состояние: глобальней или локальный энергетические минимумы?

Если белки только метастабильны, их структуры должны сильно отличаться от наиболее стабильных структур. В течение длительного времени в литературе обсуждается вопрос, отвечает ли натив-ная структура абсолютному (глобальному) минимуму свободной энергии (термодинамическая гипотеза свертывания белка [433]) или только локальному минимуму (кинетическая гипотеза свертывания белка [243, 434]), т. е. метастабильнохму состоянию. Предполагается, что самым стабильным состоянием должен был бы быть, например, сложный узел (р

страница 65
< 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
смесь м 150 купить в москве
встроенные металлические шкафы
стоимость кузовных работ по киа рио выпрямление крыла
стулья со спинкой для кухни недорого

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
(25.09.2017)