химический каталог




Принципы структурной организации белков

Автор Г.Шульц, Р.Ширмер

К. Из-за вырожденности генетического кода только 75% всех мутаций структурной зоны ДНК влияют на последовательность белка [144, 483J. Остальные 25% образуют так называемые невыяв-ленные мутации, при которых разные кодоны эквивалентны одной и той же аминокислоте (рис. 1.5, б). Поскольку используются все кодоны данной аминокислоты (хотя и с различной частотой [12, 13, 145]), ограничений на уровне белка не существует и частоты невыявленных мутаций должны составлять приблизительно 25% максимальных частот мутаций ДНК- Частоты мутаций информационной РНК (мРНК), кодирующей цепи гемоглобина [484, 485], составляют приблизительно четверть частот мутаций гипервариабельной нуклеотидной последовательности ДНК (табл. 9.1). Таким образом, по-видимому, она соответствует максимальным частотам невыявлен-ных мутаций. Частота невыявленных мутаций мРНК гистона IV в три раза меньше, чем мРНК гемоглобина (табл. 9.1). Одна клетка морского ежа содержит 1200 копий активных генов гистона IV [487]; соответствующие 1200 последовательностей тРНК, по-видимому, гомологичны в пределах данного вида [486], хотя и различаются между видами. Этот факт служит еще одним свидетельством того, что отбор нуклеотидных последовательностей происходит на уровне ДНК.

Отбор на уровне белка обычно значительно более затруднителен, чем на уровне ДНК- Это следует из сравнения частот замен аминокислот гемоглобина и гистона IV с частотами невыявленных мутаций в соответствующих тРНК (табл. 9.1). Для различных белков частота замен сильно варьируется. Если сравнивать крайние случаи, гистоны IV и гипервариабельные сегменты белков, то частоты замен для них отличаются на три порядка (табл. 9.1). Такие различия свидетельствуют о том, что сохранение структуры данного белка важно для его функции в организме. Гистон IV закодирован в центральной части ДНК, и любое изменение его аминокислот может привести к катастрофическим последствиям. Эволюция гистона IV строго следует дарвиновскому пути; мутации практически не фиксируются. Напротив, гипервариабельная область рибонуклеазы, по-видимому, не имеет определенной функции [488], и изменения в ней фиксируются значительно легче. В этом случае можно предположить недарвиновский путь эволюции [489].

Критерии фиксации аминокислотных замен в белках

Подробная биография белка необходима для оценки биологического значения данного остатка. Как было показано на предыдущем примере, фиксация замен аминокислот почти полностью зависит от биологической роли соответствующей аминокислоты. Однако оценить эту роль довольно трудно, поскольку она может быть связана не только с определенной функцией белка, например каталитическим действием фермента, а со всеми другими взаимодействиями белка в организме на протяжении его «жизненного пути» от активации соответствующего гена до разложения полипептида. И хотя такие подробные «биографии» белков пока еще не доступны, можно тем не менее сделать некоторые общие замечания*.

Остатки на поверхности белка заменяются чаще, чем внутренние. Как показывает рис. 7.1, б, частота замен аминокислотных остатков в данном белке сильно зависит от положения в полипептидной цепи и от расположения в трехмерной структуре. Как правило, остатки на поверхности заменяются чаще, чем внутренние. Поскольку наружные остатки имеют менее существенное значение для стабильности белка, чем внутренние, это правило отражает важность сохранения стабильности для функции белка. Исключение составляют остатки на поверхности, непосредственно участвующие в функционировании белка, как, например, остатки, образующие каталитически активные центры ферментов, остатки в местах связывания субстратов, кофакторов, простетических групп, аллостерических эффекторов, или центры связывания макромолекул. Так, у цитохро-ма с, который взаимодействует с другими макромолекулами и присоединяет простетическую группу, на поверхности практически отсутствуют неактивные участки. Это объясняет низкую частоту фиксированной мутации в молекуле цитохрома с (табл. 9.1).

* Эти обобщения применимы не только к тем белкам, которые действуют в обычных условиях, но также и к тем, которые подвергаются экстремальным воздействиям тепла [491] или гидростатического давления [492], как, например, белки термофильных бактерий и абиссальных (глубоководных) рыб соответственно. По-видимому, для приспособления к этим экстремальным условиям достаточно лишь небольших изменений аминокислотных по-следо вательносте й.

Влияние замен аминокислот во внутренней части белка часто компенсируется другими заменами. Поскольку глобулярные белки упакованы так же плотно, как кристаллы органических молекул (разд. 1.6), замена внутренних остатков влечет за собой изменение расположения соседних остатков, что обычно приводит к понижению стабильности. Поэтому замена во внутренней части белка происходит сравнительно редко и во многих случаях сопровождается по крайней мере еще одной заменой. Примеры таких взаимно компенсирующихся замен были обнаружены в рибонуклеазах [671. Случай очень тонкой внутренней компен

страница 75
< 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
клей для фасадов
http://wizardfrost.ru
ghp 60-30
siemens контроллер rdf 310.2/mm

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
(26.09.2017)