ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Межмолекулярные взаимодействия в полипептидах и структура фибриллярных белков из "Конфирмации органических молекул" Структура полипептидов в кристаллах и растворах может определяться не только внутримолекулярными взаимодействиями. Межмолекулярные водородные связи между цепями часто приводят к стабилизации конформации цепи, которая была бы невыгодна для изолированной макромолекулы. Классическим примером является р-структура полипептидов, которая на многих конформационных картах проигрывает а-спирали, однако в отличие от последней стабилизируется межмолекулярными водородными связями. Помимо этого, межмолекулярные взаимодействия могут приводить и к стабилизации многотяжевых комплексов, характерных для многих синтетических полипептидов и фибриллярных белков. [c.381] Рентгеноструктурный анализ фибриллярных белков [75, р. 3 76, р. 603 77] дает картину, весьма бедную рефлексами, вследствие чего прямое определение структуры Фурье-синтезом и построением карт электронной плотности становится невозможным. Вместо этого из рентгенограмм волокна определяют проекцию мономерной единицы на ось спирали (с1) и угол спирального вращения (0). Этих данных, разумеется, недостаточно для нахождения всех углов ф и г з (а иногда и х), и можно надеяться, что конформационный анализ станет важным вспомогательным инструментом при расшифровке структуры, подобно тому, как это уже делается для синтетических макромолекул в кристаллах. Действительно, если из расчета конформаций удастся получить все углы Ф, о]) и Х то тогда нетрудно будет вычислить координаты атомов и сравнить теоретическое распределение интенсивности рентгенограмм с экспериментальным. [c.382] Остановимся на конформациях фибриллярных белков трех указанных выше классов. [c.382] Фиброин шелка, состоящий из остатков глицина, аланина и небольшого количества остатков серина, существует в виде ан-типараллельных Р-структур, скрепленных между собой водородными связями [86, 87, V. 4, р. 397] из с.меси параллельных и анти-параллельных -структур состоит Р-кератин [88]. Некоторые виды шелка и кератина содержат кросс-р-форму [89], для которой долгое время оставалась непонятной геометрия в складках, и лишь работа 190] прояснила ситуацию. [c.383] Коллаген и родственные коллагену полипептиды относятся к третьему классу фибриллярных белков и, как было показано Рамачандраном и Карта [91], имеют структуру тройной спирали. Синтетические полипептиды с последовательностями остатков, моделирующими коллаген (один остаток амино- на два остатка имино-кислот), на протяжении многих лет изучаются в лаборатории Н. С. Андреевой 192, 93 94, р. 173 95, V. 1, р. 291]. Н. Г. Есипова и Н. С. Андреева 192, 95] установили, что большую роль в стабилизации структур типа коллагена играют молекулы воды. Так, при понижении влажности молекулы воды, выходя из тройной спирали, заставляют полипептид принять иную конформацию (возможно, именно с этим связаны вопросы старения организмов). [c.383] Расчеты конформаций полипептидов, моделирующих коллаген, проводились Хопфингером и Уолтоном 196] и В. Г. Туманяном [97]. Последний, рассмотрев последовательность Gly—Pro—Pro, нашел пять минимумов потенциальной поверхности тройной спирали (составленной из этой трипептидной последовательности), причем большинство из полученных им структур близки к структурам, предложенным на основании анализа рентгенограмм полимеров этого типа [98, 99 100, v. 1, р. 132 101]. Сейчас еще трудно сказать, дискретны ли эти конформации, каковы барьеры, разделяющие минимумы и удобны ли найденные структуры для посадки молекул воды. Ответ на эти вопросы потребует новых расчетов, для чего необходимы лишь г искусство программирования и машинное время. [c.383] Вернуться к основной статье