Модель Птицына

О.Б. Птицына [140, 141], типичных по своей постановке, аргументации и некоторым другим качествам для работ этого направления. В одном из них ("Белковое свертывание общая физическая модель") нативная конформация белковой молекулы представлена как "определенный вид упаковки структурных сегментов (а-спирали и -структуры)" [140. С. 197]. Главным фактором, стабилизирующим регулярные участки, считаются пептидные водородные связи, не зависящие от природы и порядка [c.503]

Теория Волькенштейна — Птицына позволила удовлетворительно описать основные закономерности стеклования, но в силу упрощенности принятой модели игнорировала более тонкие его особенности. Обзор более сложных теорий, созданных позднее, сделан в монографии [118]. [c.192]

С другой стороны, анализируя наблюдаемые на опыте отклонения от классической теории высокоэластичности з4-40 М. В. Волькенштейн, Ю. Я. Готлиб и О. Б. Птицын [ О] показали, что эти отклонения не могут быть связаны с изменением энергии межмолекулярного взаимодействия. Дело в том, что указанные отклонения сводятся к появлению в выражении для упругой силы добавочного члена, завися-ш,его от деформации слабее, чем требует газовая теория (см. (8.4)), в то время как энергетическая сила, обусловленная межмолекулярным взаимодействием, должна, как показано в работе [ >], зависеть от деформации сильнее, чем упругая сила, вычисляемая в газовой теории. Наоборот, простейшая модель, учитывающая наличие энтропийной упаковки макромолекул (смесь беспорядочных цепей, подчиняющихся гауссовой статистике, и пачек ), удовлетворительно описывает отклонения от классической теории высокоэластичности [30]. [c.270]

М. В. Волькенштейном и О. Б. Птицыным [14, 15] была разработана теория стеклования, основанная на рассмотрении простой кинетической модели, характеризуемой одним временем релаксации. Поведение кинетических единиц, которые могут находиться в двух состояниях с различными энергиями, разделенных энергетическим барьером, описывается следующим уравнением [c.8]

Р возрастает. В работе Птицына рассмотрен ряд моделей разветвленных цепей и показано, что величина Р мало зависит от модели и определяется главным образом величиной = —квадрат [c.313]

В качестве примера моделирования свертывания белковой цепи через вторичные структуры остановимся на двух исследованиях Птицына, типичных по своей постановке, аргументации и другим качествам для работ такого плана [191, 192]. В первом исследовании ("Белковое свертывание общая физическая модель") нативная конформация белковой молекулы представлена как "определенный вид упаковки структурных сегментов (а-спирали и -структуры)". Главным фактором, стабилизирующим регулярные участки, считаются пептидные водородные связи, не зависящие от природы и порядка расположения аминокислот в цепи. Контакты между а-спиралями и -структурами в нативной конформации осуществляются за счет гидрофобных взаимодействий неполярных боковых цепей, скрытых от воды. Предлагаемая автором модель белкового свертывания не может считаться общей, поскольку имеет отношение к небольшой группе белков, состоящих преимущественно из а-спиралей или -структур. [c.284]

Стадия взаимодействия вторичных структур должна следовать за стадией их образования. Следовательно, до выработки геометрических критериев упаковки вторичных структур в супервторичные необходима идентификация а-спиралей и р-складчатых листов, описание процессов их идентификации, развития и терминации. Задачи, перечисленные в работе [140], предполагаются решенными, что, как известно, не соответствует действительности. Поэтому модель Птицына описывает не весь процесс белкового свертывания, а лишь упаковку вторичных структур, т.е. завершающую стадию, быть может, не отвечающую соответствующей стадии реального механизма самоорганизации. Следует также отметить несовместимость предложенной модели с одним из постулируемых в этой же работе положений. Так, автор, рассматривая вопрос об идентификации а-спиралей и Р-структур, исходит из существования корреляций между вторичными структурами и аминокислотной последовательностью, а обсуждая образование из них супервторичных структур, утверждает отсутствие таких корреляций. В основу поиска геометрических критериев упаковки вторичных структур положена простейшая полипептидная цепь - гомополимер из аминокислот с гидрофобными боковыми группами. Предполагается, что такая цепь в водном окружении обладает вторичными структурами, стабилизированными пептидными водородными связями, и супервторичной и третичной структурой, стабилизированной гидрофобными взаимодействиями боковых цепей а-спиралей или Р-складчатых листов. Реальное поведение гомополипептидов в растворе не дает, однако, оснований для подобных предположений [25, 142-144]. Молекулы гомополипептидов, как и молекулы других синтетических полимеров, имеют огромное количество близких по энергии непрерывно флуктуирующих в [c.504]

Развитие концепции Кобеко п тео работах Волькенштейна и Птииына , Кувшинекого п Сидорови-ча . Волькенштейн и Птицын дали математическую трактовку идеям Кобеко для простейшей модели жидкости. Авторы ограничились моделью, в которой каждая кинетическая единица может принимать только два энергетических состояния (основное и возбужденное) и характеризоваться одним временем релаксации (вместо набора энергетических состояний и соответственно спектра времен релаксации для реальной жидкости). Возбужденное состояние в принятой модели можно представить как разрыв между кинетическими единицами при образовании дырки в жидкости. [c.86]

При анализе свертывания белковой цепи на основе концепции регулярных вторичных структур не учитываются экспериментальные данные о реальном механизме сборки белка. Характерной иллюстрацией такого рода моделирования может служить работа О.Б. Птицына и A.A. Рашина [113], посвященная сборке молекулы апомиоглобина. Авторы использовали модель полипептидной цепи, в которой еще до начала манипуляции с ней были заданы в виде цилиндров все а-спирали наблюдаемой нативной конформации белка. Задача, следовательно, свелась к тому, чтобы, зная реальную структуру молекулы, упаковать заданные цилиндры различными способами и оценить энергию их взаимодействий. Расчет велся вручную, поэтому не были учтены все возможные структурные варианты (а их миллионы). Найденное взаимное расположение спиралей, имеющее минимальную энергию, совпало с нативной конформацией апомиоглобина. Однако здесь и речи не может быть о том, что в результате данного исследования стала ясна функция дальних взаимодействий в структурной организации белка, поскольку в состав наперед заданных а-спиралей входит не менее 75% остатков аминокислотной последовательности, а в этом случае была рассмотрена ничтожная часть возможных структурных вариантов. [c.503]

Предлагаемая автором модель белкового свертывания не может считаться общей, так как не только не затрагивает фибриллярных белков, но и среди глобулярных имеет отношение только к небольшой группе белков, состоящих преимущественно из а-спиралей и Р-структур, образующих супервторичные структуры. Стабилизация последних, как полагает Пти-цьш, не определяется конкретной аминокислотной последовательностью, а представляет собой некий интегрально-статистический эффект, чувствительный лишь к общей контактной гидрофобной поверхности. Оставляя это положение без аргументации, автор формулирует "общую гипотезу направленного механизма белкового свертывания", суть которой заключается в предположении, что "узнавание регулярш,1х сегментов определяется не деталями аминокислотной последовательности, а взаимной локализацией этих сегментов в линейной полипептидной цепи" [140. С. 198]. Постулировав, по существу, независимость супервторнчных структур от химического строения белков, Птицын тем самым свел проблему спонтанной сборки нативных конформаций к выработке геометрических критериев самоорганизации регулярных сегментов. Таким образом, "общая физическая модель" белкового свертывания оказалась не только не общей, но и не физической. [c.504]

Модифицированная модель Зимма— Брэгга. Аналогичным образом модель Зимма — Брэгга была применена Птицыным и сотр. [370], которые использовали для всех типов остатков один параметр инициации а = 5 10" и шесть различных значений Х , базирующихся на экспериментальных данных по синтетическим полипептидам. Значения З/ остатков, для которых отсутствовали экспериментальные данные, были выбраны по методу Льюиса и сотр. [368]. В последующих работах [371—374] для определения Ееличин 5 (табл. 6.1) привлекались также стереохимические данные. Модель [c.139]

В релаксационной теории стеклования Волькенштейн и Птицын [120] дали математическое обоснование идеям Кобеко и основному уравнению стеклования (VIII. 12). Они исходили из двухуровневой модели жидкости (полимера), состоящей из одинаковых кинетических единиц (сегментов). Последние могут находиться в двух энергетических состояниях (на двух уровнях) 1 и 2 (основном и возбужденном) и характеризуются одним временем релаксации т . Концентрация кинетических единиц в состоянии I будет щ, а в состоянии 2 — 2, где i -f 2 = 1. Скорость изменения концентрации п при переходе частиц из состояния 1 в состояние 2 определяется кинетическим уравнением [c.191]

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 -формы удовлетворяют этим требованиям. Для расчета вторичной структуры необходимы параметры равновесия (величины я, с. 100) между различными возможными структурами для всех остатков. Соответствующий математический аппарат, использующий модель Изинга (с. 101), развит в работах Птицына и Финкельштейна. Гидрофобные остатки стабилизуют а- и -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. Распределенгив гидрофобных групп, благоприятствующее формированию а- или [c.109]

Птицын н Эйзнер [15] показали, однако, что в хороших растворителях полимерные цепи не подчиняются гауссовой статистике. Анализ задачи с этой точки зрения показывает, что с отклонением макромолекулярного клубка от гауссова константа Флори уменьшается от 2,84-102 в идеальном (0-растворителе) до 1,67в хорошем растворителе. Экспериментально это нашло подтверждение в работе Кригбау-ма и Карпентера [16 . Таким образом, теория вязкости растворов полимеров Флори оказалась достаточно гибкой, чтобы позволить приблизиться к более строгой реальной модели макромолекулярного клубка. [c.286]

Подобная задача проверки праврльности модели строения регулярно построенных молекул с длинной цепью атомов имеет исключительно важное значение при исследовании структуры макромолекул в растворах. Результаты определений и анализа величин дипольных моментов широкого ряда олигомеров и полимеров подробно рассмотрены в монографии Бирштейн и Птицына [227]. В качестве одного из основных выводов, вытекающих из этого анализа, отметим указание, что только поворотно-изомерная модель в состоянии объяснить наблюдаемые на опыте значения дипольных моментов типичных макромолекул. [c.158]

Вязкость коротких и полужестких цепных молекул была рассмотрена Ю. Е. Эйзнером и О. Б. Птицыным [69] на основе молекулярной модели персистентной (червеобразной) цепи (см. 6 гл. I) и теории вязкости А. Петерлииа [70, 71]. Сущность этой теории кратко сводится к следующему. В соотношении (2.49) для характеристической вязкости раствора вполне протекаемых растворителем цепных молекул [c.131]

Волькенштейн выдвинул подтвержденную на опыте поворотноизомерную концепцию, в соответствии с которой можно говорить о дискретном наборе состояний (конформаций) мономерных единиц полимерной цепочки [13, 45]. На основе этой концепции в работах Волькенштейна [13], Бирштейн и Птицына [14], Флори [15] были развиты методы расчета статистических свойств макромолекул. Дискретная решеточная модель макромолекулы, в которой каждое звено может занимать только определенные дискретные ориентации на какой-либо двумерной или трехмерной решетке, была использована для построения статистической теории растворов [46], теории растяжения полимерной цепи [13] и т. д. [c.284]

Суперпозиционное приближение. В основу описания динамического поведения дискретной линейной кооперативной системы (модели Изинга) могут быть положены предложенные в работах Вай-нярда, Волькенштейна, Готлиба, Птицына и других [51—55] полу-феноменологические уравнения [c.284]

Волькенштейн [22, 23] сделал упрощающее предположение, что только ограниченное число вращательных состояний вносит заметный вклад в среднюю конформацию цепи. За эти вращательные состояния, обладающие минимумом энергии, были приняты те, которые появляются в кристаллическом состоянии. Этот подход облегчил обработку схемы, основанной на предположении о согласованных вращениях. Птицьш и Шаронов [24] впервые рассмотрели взаимодействие соседних боковых групп на примере взаимодействия бензольных ядер в полистироле, а Готлиб [25] указал на применимость для этого расчета матричных методов модели Изинга. Последнее было использовано Бирштейн и Птицьшым [26—28], рассмотревшими влияние взаимодействия групп, более удаленных, чем ближайшие соседние. Вслед за этим последовало большое число работ, в которых развивались подобные матричные методы расчетов. Среди этих работ следует отметить статьи Лифсона [29] и Хува [30], которым удалось получить решения для изотактических и синдиотактических молекул, когда вращение вокруг каждой связи коррели-руется с предшествующей. Аналогичные вычисления могут быть проведены для нахождения среднего квадратичного дипольного момента [28] и средней оптической анизотропии цепи [27, 31 ]. Некоторые из этих теоретических величин приводятся в обзоре Птицына [321. [c.13]

При диффузии цепных молекул модель непротекаемого клубка приложима, но-видимому, в большинстве представляющих интерес случаев. Однако теория Кирквуда и Райзмана, пренебрегающая влиянием исключенного объема на пространственное распределение сегментов цепи, строго приложима только для ценных молекул в -растворителе. В среде лучших растворителей эффект исключенного объема, наиболее резко выраженный для центральной части клубка (стр. 116), приводит к такому искажению распределения сегментов по плотностям, что значение соотношения уменьшается ниже значения, следующего из уравнения ( 1-11). Количественная теория этого эффекта была сформулирована Петерлином [675], а также Птицыным и Эйзнером [676]. Предсказания этих теорий в целом были подтверждены Лютдже и Мейерхофом [677], которые измеряли коэффициенты диффузии полиметилметакрилата в средах, обладающих различной растворяющей способностью. Согласно их результатам, величина в -растворителе составляет около [c.233]

Позднее А.И. Денисюк, О.Б. Птицын и A.B. Финкельштейн использовали для расчета вероятности спирального содержания белков подход Льюиса и Шераги, основанный на учете индивидуальных конформационных свойств аминокислотных остатков с помощью параметров S и а теории Зимма и Брэгга и одномерной модели Изинга [81]. В данном случае аминокислоты были разбиты не на три группы, а на шесть. Остаткам, отнесенным к спиралеобразующим (Glu, Leu, Phe, Ile, Met, Val, Lys, Ala, His, Arg), приписаны значения s от 1,3 до 1,1, спиралеразрушающим (Ser, Thr, Asp, Asn, Tyr, Gly, Pro, ys) - s = 0,75-0,6 и индифферентным (Gin, Тф) - s = 1,0. Вычисленные профили вероятности спирального состояния аминокислотных последовательностей сравнимы с профилями известных структур. [c.252]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология