химический каталог




Принципы структурной организации белков

Автор Г.Шульц, Р.Ширмер

сации был отмечен в двух отдаленно родственных сериновых протеазах: внутренний кластер химотрипсина, построенный из Trp-29, Ser-45, Val-53, Val-200, Leu-209, Val-210, Ile-212, в эластазе превращается в Ser-29, Thr-45, Met-53, His-200, Val-209, His-210 и Val-212 без каких-либо серьезных изменений остова полипептидной цепи [490].

Замены подобных остатков происходят чаще, чем другие замены. Требование сохранения функции налагает ограничения на частоту допустимых замен в данном положении полипептидной цепи. По-видимому, многие функции менее всего нарушаются при консервативных замещениях, т. е. заменах на подобные остатки. При этом имеют значение величина, форма, гибкость и заряд боковой цепи, а также ее способность к образованию водородных связей. Так, при замене Lys Arg сохраняется подвижная боковая цепь, несущая положительный заряд, а при замене lie-*-Leu — относительно объемная неполярная боковая цепь. Принцип консервативных замен использован в разд. 1.6 для выявления эмпирического подобия аминокислот по наблюдаемым частотам встречаемости (табл. 1.2).

Аномальные гемоглобины иллюстрируют возможные последствия случайных мутаций. Однако даже консервативные замены могут привести к серьезным последствиям, как было обнаружено на примере аномального гемоглобина Сиднея [493], в котором в положении 67 (5-цепи вместо Val содержится Ala. Замещение двух метальных групп атомами водорода расшатывает группу гема и значительно снижает стабильность белка [494] и тем самым стабильность эритроцита.

Неконсервативные замены, как, например, введение отрицательного заряда в гидрофобную внутреннюю часть, несовместимы со стабильностью нативной конформаций белка, поскольку при этом потери свободной энергии оказываются порядка 10 ккал/моль, что приближается к значению АСобщ перехода свернутая — развернутая цепь (разд. 8.1). Примером может быть аномальный гемоглобин Вены [494], в котором замена Tyr-130->Asp в а-цепи приводит к большим конформационным перестройкам, в результате которых отрицательный заряд компенсируется положительным.

Оба описанных аномальных гемоглобина вызывают состояния тяжелой анемии, демонстрируя тем самым последствия случайных мутаций. Очевидно, что такие мутации никогда не станут фиксированными.

Вероятность мутаций аминокислотных остатков

Вероятность фиксированных мутаций зависит от типа остатка-Вероятности мутаций для различных остатков приведены в табл. 9.2. Значения, находящиеся на диагонали, представляют вероятность того, что данный остаток будет сохраняться. Ser, который часто находится на поверхности белка, имеет наименьший диагональный член, что означает наибольшую вероятность мутации. Наименьшая вероятность мутации соответствует Тгр. Это вполне объяснимо, поскольку Тгр обычно является внутренним остатком и его трудно заместить остатком с боковой цепью равной величины.

Сильный консерватизм в этом отношении обнаруживают также некоторые остатки Gly. На первый взгляд это до некоторой степени неожиданно, поскольку Gly не несет боковой цепи, которая могла бы выполнять определенную функцию. Однако анализ трехмерной структуры белков показал, что для таких инвариантных положений Gly (как, например, в положении контакта между спиралями В и Е в семействе глобинов [145, 2771 или в положении 7 рис. 7.8 между двумя а-спиралями цитохромов с-типа [495]) именно отсутствие боковой цепи имеет решающее значение. Только в этом случае спирали могут упаковываться достаточно плотно; введение боковой цепи привело бы к уменьшению плотности упаковки, а следовательно, и стабильности (разд. 3.6). Инвариантные остатки Gly были обнаружены также в третьем положении в шести реверсивных поворотах цепи типа II у белков семейства цитохрома с [495]. Как видно из рис. 5.7, б, боковая цепь в этом положении невозможна по стериче-ским причинам.

Эволюционный путь, начинающийся от случайного набора частот встречаемости аминокислот, приводит к установлению существующих частот встречаемости. Как показали Кинг и Джукс, данные которых иллюстрируются на рис. 9.1, а, существует строгая корреляция между наблюдаемыми частотами встречаемости аминокислот и теми, которые можно ожидать при применении существующего генетического кода (рис. 1.5, б) к случайным нуклеотидным последовательностям в ДНК [144]. Эта корреляция явно указывает на случайность замен аминокислот, что подтверждает гипотезу эволюции, выдвигаемую «нейтралистами» [496]. Можно ли согласовать эти данные с установленным фактом консервативности замен аминокислот, т. е. с тем, что эволюция белка в значительной степени определяется отбором? По-видимому, можно.

Роль консервативных изменений хорошо видна из матрицы вероятности мутаций, приведенной в табл. 9.2. Элементы этой матрицы весьма неоднородны, что согласуется с большими различиями в тенденциях аминокислот к заменам. Однако более подробный анализ этой матрицы показывает, что наблюдаемое число мутаций, приводящих к данному остатку (последняя колонка) коррелирует также

Частоты встречаемости аминокислот.

<г — корреляция меж

страница 76
< 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
печать баннеров на виниле
установка биксеноновой линзы в фару
Рекомендуем компьютерную фирму КНС, промокод на скидку "Галактика" - CE6810-24S2Q-LI - супермаркет компьютерной техники.
журнальные столики из италии в москве

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
(06.12.2016)