химический каталог




Биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

едполагается блочный механизм сворачивания белка — более простые структуры нижнего иерархического уровня служат блоками для формирования высших структур (Пти-цын).

Проблема самосборки есть проблема физической динамики. Вторичная структура может служить блоком в самосборке, если, во-первых, она формируется значительно быстрее, чем третичная, во-вторых, если она существует достаточно долго и, в-третьих, если она достаточно велика и гидрофобна, чтобы включиться в сильное гидрофобное взаимодействие. И а-спирали, и (И-формы удовлетворяют этим требованиям. Для расчета вторичной структуры необходимы параметры равновесия (величины s, с. 100) между различными возможными структурами для всех остатков. Соответствующий математический аппарат, использующий модель Изинга (с. 101), развит в работах Птицына и Финкелынтейна. Гидрофобные остатки стабилизуют а- и {i-формы, короткие гидрофильные, а также Гли и Про — дестабилизуют. Удается найти пространственную структуру ряда белков. Расхождение между вычисленным и наблюдаемым распределениями а- и ^-участков не превышает 20% (рис. 4.15). Самосборка глобулы происходит двумя путями: формирование плоской ^-структуры с последующим прилипанием к ней а-спирали и формирование ^-шпильки или пары а-спиралей с последующим изломом. Распределение гидрофобных групп, благоприятствующее формированию а- или р-участков, одновременно обеспечивает их способность встраиваться в глобулу.

Рассматривая корреляцию первичной и пространственной структуры белка, мы встречаемся с важной проблемой молекулярной биологии. В сущности речь идет о двух корреляциях —

Аминокислотная о Л ? у о л А-3-Г>О-У

последовательность у^-^-^г-^^г-^^^

\

Струнтурные сегменты -fp )— —i

Рис. 4.14. Иерархия структур белка

наряду с указанной имеется соответствие пространственной структуры белка и его биологической функции.

Ряд данных свидетельствует о вырожденности обеих корреляций. Белки с разной первичной структурой могут иметь сходное пространственное строение, сходные или различные биологические функции. Это было показано, в частности, для глобинов — белков, содержащих группы гема, запасающих и переносящих молекулярный кислород. Первичные структуры глобинов значительно разнятся, но их пространственное строение весьма сход-до — глобины, среди которых имеются миоглобины позвоночных

и леггемоглобин клубеньковых бактерий, содержат практически совпадающие а-спиральные участки и «карманы», в которые погружены группы гема (Леек и Чотиа).

Птицын показал, что белковая глобула может рассматриваться как «отредактированный статистический сополимерь. Усреднение

по первичным структурам белков практически не дает статистически достоверных отличий от случайного распределения для

10

Число 80

60

40

20

l-hfrrTr-rf-т 1

fi-формы

, Случайное { распределение

Il .ill.-rTfTlT-.Tr

0 5 Ю

20

30

40 Длина Л 0 5 10 15 20 25

Рис. 4.16. Теоретические кривые (штриховые линии) и гистограммы, представляющие зависимость числа а-спиралей и р-форм от их длины в белках

(Птицыи)

аминокислотных остатков и их групп вдоль цепи. Это положение справедливо и для вторичной структуры. На рис. 4.16 показаны гистограммы для распределения длин а-спиралей и ^-структур в 62 белках. Прерывистые кривые показывают распределения

длин неполярных кластеров в беспорядочных последовательностях, состоящих из равных чисел полярных и неполярных остатков, с непрерывными гидрофобными поверхностями в а-спираль-ных и ^-структурных состояниях соответственно. Такое же хорошее согласие получается для a-, ft- и ^а^-кластеров.

«Редактирование», происходящее в процессе эволюции, затрагивает биологически функциональную часть глобулы, ее активный центр. Активный центр белка-фермента включен в каркаст обладающий некоторой конформационной подвижностью. Точная структура каркаса не играет определяющей роли. Поэтому структура белка как целого мало связана с его функцией. Это создает важные возможности для белковой инженерии, для искусственного построения белков, применимых в биоэлектронике. Первые шаги в этом направлении уже сделаны. Так, синтезирован Felix — искусственный белок, содержащий четыре а-спирали (Four helices).

Приведенные факты имеют непосредственное отношение к биологической эволюции на молекулярном уровне, о которой пойдет речь в § 17.7. Забегая вперед, укажем, что вырождение соответствия первичной и пространственной структуры, равна как только что указанная статистичность, являются вескими свидетельствами в пользу нейтралистской теории молекулярной эволюции, развитой Кимурой.

§ 4.7. Структура и устойчивость глобулы

Пространственное строение и динамические свойства белковых глобул изучаются теоретически и при помощи ряда экспериментальных методов. Наиболее детальную информацию дает рент-геноструктурный анализ. Более простые методы оптики, оптической спектроскопии, спектроскопии ЯМР и ЭПР, а также у~ спектроскопии дают сведения о долях остатков, находящихся в а- и ^-структурах, о внутриглобуляр

страница 43
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Биофизика" (6.44Mb)


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

 

 

Реклама
реклама продукты картинки
устройство кинозалов
Кликни на объявление, получи скидку в КНС по промокоду "Галактика" - купить ноутбук acer - поставщик товаров для дома и бизнеса.
пленка невидимка на авто номер

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
(04.12.2016)