химический каталог




Молекулярная биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

дность состоит в том, что нативное состояние представляет собой набор близких друг к другу конформацион-ных микросостояний (вследствие лабильности неупорядоченных участков глобулы).

Шерага проводит вычисление статистического интеграла для системы глобула — растворитель, учитывающего как внутрипеп-тидные взаимодействия, так и взаимодействия с растворителем. Интегрирование проводится по всем конформациям системы. Потенциальную энергию внутрипептидных взаимодействий определяют по стерическим картам.

Электростатические взаимодействия находят по закону Кулона, причем основная трудность здесь состоит в оценке диэлектрической проницаемости. Можно считать, что на малых расстояниях от зарядов в белковой глобуле е ^ 3,0 [123]. Для водородных связей разумно воспользоваться потенциалом типа потенциала Морзе. Энергию, расходуемую на изменения валентных углов, находят с помощью спектроскопических данных по константам упругости для деформационных колебаний. Подробное описание метода расчета содержится в обзоре Шераги [4].

Растворитель (вода) меняет выражение для энергии полипептида двояким образом. Во-первых, появляется ряд новых членов, описывающих взаимодействия атомов полипептида с растворителем (их приближенная оценка дана Гибсоном и Ше-рагой [123]). Вычисляется количество воды, удаляемое из окружения каждого атома. Выше приведена таблица соответствующих изменений свободной энергии (табл. 4.13) [4]. Во-вторых, присутствие растворителя меняет энергию взаимодействия любой пары атомов полипептида.

Проведение таких расчетов для белков до сих пор не осуществлено. Очевидно, что они встречаются с громадными трудностями. В работах [121, 124] даны некоторые приближенные оценки статистических весов для стабильных конформации белка и рассмотрена роль крутильных колебаний.

Для рассмотрения процесса денатурации (см. следующий параграф) можно воспользоваться упрощенным выражением статистической суммы. Согласно Шеллману, статистическую сумму для одномерного полипептида, содержащего спиральные и неупорядоченные участки, можно представить в виде

N

Z(4,84)

где N — число звеньев в цепи, п — число остатков в спиральном участке, АЯ = 1000 кал/моль, AS ж 3,2 э.е. — разности энтальпий и энтропии спирализованных и неспирализованных звеньев. Имеется jV — п -f- 1 способ образовать спираль из п звеньев в цепи из N остатков. На каждом конце цепи не хватает по три водородных связи. Для трехмерной системы необходимо ввести в Z множитель q(n), учитывающий эффекты, возникающие при помещении боковых привесков в сферически свернутую систему. Следовательно [107],

Z(3) = Z(i)<7(n).

(4,85)

Как уже сказано (см. стр. 230), можно рассматривать три класса остатков — гидрофобные (г), гидрофильные (п) и нейтральные (н). Имеем п = пг + пп -f- ян и пг — пгви -f nrCH и т. д., где нижние индексы вн и сн обозначают остатки, расположенные внутри и снаружи сферы соответственно. Число способов распределения трех типов остатков между внутренними и наружными «ячейками» равно

Q(m) =

сн,

(4,86)

Число внутренних и наружных «ячеек» определяется по Фишеру (см. стр. 226.) следующим образом:

iVB„— з уак - IVCH— 3 Как

где VaK — объем одного аминокислотного остатка, примерно равный 125 A3; d ж 4 А. Получаем [107]

^(rt)=Q(rt)Iexp(-A/r7^r)r^[exp(-A/?7^^r"Mexp(-A™r)rBHH;

(4,87)

здесь AFT, &Fn, A/715 — изменения свободной энергии при переносе остатка снаружи внутрь. Брандтс принимает AFr — = 25,746 Т — 0,20265 Р -f 0,00077576 Р (данные для Вал), ДЯ* = оо, AFH = 0. Соответственно все полярные остатки фиксированы снаружи. Расчет показывает, что доля погребенных гидрофобных остатков зависит от числа звеньев в цепи N более плавно, чем при ее вычислении по методу Фишера.

Описанные статистико-механические расчеты полезны главным образом для рассмотрения процессов интегрального разрушения глобулы — ее денатурации (см. ниже). Подчеркнем снова, что белковая глобула — не статистическая, но динамическая система, подобная машине, работа которой зависит от расположения и взаимодействия всех ее деталей.

Вместе с тем глобулярное состояние полимерной цепи характеризуется общими особенностями. Лифшиц [1] рассмотрел гомополимерную глобулу как систему с линейной памятью (см. стр. 143). Энергию цепи можно представить в виде

где индекс а* указывает состояние i-ro звена в цепи, содержащей •АГ звеньев. М обозначает совокупность всех состояний сы. Статистическая сумма для такой цепи имеет вид

%N=Yiехр Ем1кт)=2 ехр (— Јai2t/ajy) II Gai' =

М at I

= S еХр(-^Ш^-)((ЗА"1)°9- <4'89)

а, Р=1

G — матрица, построенная из элементов (?aa'> т- е- матрица перехода, г —число различных состояний (ротамеров) каждого звена. Эта формула подобна (3,30) (см. стр. 138). Собственные значения матрицы находятся из векового уравнения

ilGa-X6a8iT=0, (4,90)

и для N ^> 1 имеем

ZN = C, (4,91)

где Кт — наибольшее собственное значение.

Полипептидная цепь может свернуться в глобулу под действием некотор

страница 84
< 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 "Молекулярная биофизика" (4.80Mb)


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

 

 

Реклама
pyfr d[jl c cgbhn
подарочный сертификат магазина h
кву-2в-1600х1000 паспорт
gel-sonoma 2 g-tx

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
(17.12.2017)