Спираль геометрия

Геометрия гликозидной связи С—N такова, что планарный (5р -гибридизация) пурин или пиримидин направлен под углом, близким к прямому, к почти плоскому сахарному кольцу (рис. 3.4), благодаря чему основания в двойной спирали способны образовывать стопочную структуру, так что между основаниями возникают гидрофобные взаимодействия, дополнительно стабилизирующие спираль. [c.115]

В химии высокомолекулярных соединений форма макромолекулы приобретает очень важное значение. Так, макромолекула линейного полимера в зависимости от геометрии элементарных звеньев и порядка их чередования (если они различаются по химическому составу и стереометрии) может по своей форме приближаться к жесткой палочке (полифенилены, полиацетилены), свертываться в спираль (амилоза, нуклеиновые кислоты, пептиды) или в клубок — глобулу (глобулярные белки). В зависимости от формы макромолекулы линейные полимеры могут значительно различаться по свойствам. Но в то же время они имеют ряд общих свойств, характерных именно для линейных полимеров, которые отличают их от полимеров с иной геометрической формой молекул. [c.47]

В связи с затронутой проблемой уместно сказать о методике, принятой в ФРГ, которая отличается от рассмотренных. Образец изготовляется из проволоки диаметром 0,4 мм в виде спирали с регламентированными размерами. Спиральные образцы закрепляются горизонтально путем зажима выводных концов спирали в клеммах. В основу метода положено постоянство температуры образца. Вначале температура устанавливается с помощью оптического пирометра, а затем непрерывно контролируется фотоэлементом (допускается и периодический контроль температуры пирометром). Фотоэлемент пирометра измеряет интегральный световой поток, излучаемый не отдельным участком образца, а всей спиралью в целом. С точки зрения контроля температурного режима образца этот метод следует признать оптимальным. К сожалению, он имеет другой серьезный недостаток, состоящий в том, что геометрия спирали сильно изменяется в процессе испытания, отчего отдельные витки сближаются друг с другом и появляются значительные локальные перегревы. [c.30]

Испытание следует проводить в изотермических условиях при максимально возможной для данного сплава температуре с периодическими отключениями стенда. Частоту отключений стенда целесообразно выбрать од 1н раз в неделю, по аналогии с режимом работы многих промышленных электропечей. При выборе профиля предпочтение следует отдать проволоке перед лентой, так как проволока имеет более однородную геометрию по длине. Весьма ответственным является выбор диаметра проволоки. В последнее время в промышленных печах применяют,как правило, толстую проволоку диаметром свыше 5 мм, поэтому при испытании нагревателей в стендах не следует брать слишком тонкую проволоку. Ответственным является также выбор способа крепления нагревателя. На практике применяют три основных способа спираль на палочке (подине), зигзаг на крючьях или штырях и спираль на трубке. Первый способ следует считать наиболее жестким, последний наиболее мягким. Назвать оптимальный вариант для стендовой методики пока затрудни- [c.31]

Простейший пример - а-спираль, являющаяся структурой, оптимальной с точки зрения дисперсионных взаимодействий атомов основной цепи, пептидных водородных связей (5 - 1), электростатических взаимодействий и энергии вращения вокруг всех одинарных связей. Только благодаря такой гармонии Полингу и Кори удалось правильно предсказать геометрию а-спирали, сделав в принципе ошибочное предположение о ее стабилизации исключительно за счет водородных связей. На самом же деле главным фактором, цементирующим а-спираль в полярной среде, являются дисперсионные взаимодействия атомов основной цепи, а не пептидные водородные связи. Однако из-за согласованности в этой струк- [c.470]

Предложены модели, в соответствии с которыми узнавание осуществляется с помощью а-спиральных участков белка. Предполагается, что боковые радикалы аминокислотных остатков образуют специфические водородные связи с основаниями в широкой бороздке ДНК. Определение трехмерной структуры четырех регуляторных белков (С1- и СКО-репрессоров Х-фага, САР-белка, репрессора триптофанового оперона) показало, что ДНК-связывающие домены этих белков имеют характерный двухспиральный мотив. Предложены модели ДНК-белковых комплексов, согласно которым одна из а-спиралей (аз) находится в широкой бороздке и взаимодействует с основаниями ДНК, в то время как вторая (аг) взаимодействует с сахарофосфатным остовом ДНК и обеспечивает правильную ориентацию спирали а, в комплексе. Предполагаемые геометрии для четырех специфических ДНК-белковых комплексов не являются полностью одинаковыми положение спирали а, в широкой [c.292]

Мы выразили квадрат векторной характеристики макромолекулы с одинаковыми фиксированными конформациями мономерных единиц через параметр г, зависящий от соответствующих векторных характеристик мономерных единиц, и некоторый угол Очевидно, что рассматриваемая макромолекула должна, вообще говоря, иметь форму спирали (частным случаем которой является также плоская зигзагообразная цепь). Геометрия таких спиралей была рассмотрена нами в б, где выведены уравнения, связывающие параметры спиралей с элементами матрицы вращения 5 и, тем самым, со структурой мономерных единиц. Сравнение формулы (5.8) с первой формулой (3.3) показывает, что определяемый формулой (5.8) угол представляет собой угол поворота вокруг оси спирали, приходящийся на одну повторяющуюся единицу цепи. ) Далее, если г — вектор, соединяющий концы мономерной единицы (г=Ь, см. рис. 10) и соответственно R — вектор, соединяющий концы цепи (/ = А). то сопоставление формулы (5.14) со второй формулой (3.3) показывает, что в этом случае г совпадает с шагом d вдоль оси спирали, приходящимся на одну повторяющуюся (мономерную) единицу цепи, так что [c.170]

Так же, как и в нематике, в холестериках мы находим некоторые сингулярные линии, где поле директора испытывает разрыв непрерывности. Но, поскольку первоначальная структура является спиралью, в холестерике эти линии гораздо более сложные ). По этой причине мы вначале обсудим их геометрию, а после этого перейдем к экспериментам. [c.312]

Формулы, выражающие величины й, р я д через известные значения длин химических связей, валентных углов и углов внутреннего вращения макромолекул, можно найти в работах [13, 14, 15]. Геометрия спирали характеризуется величиной р д. Так, например, молекула полиоксиметилена представляет собой либо спираль 9/5 [16], либо спираль 2/1 [17], полиоксиэтилена — 7/2 [18, 19], изотактического полипропилена 3/1 [20] и т. д. [c.246]

С теоретической точки зрения кристаллические регулярные полипептиды представляют собой весьма простые системы. Действительно, углы ф и должны повторяться при переходе от одной пептидной единицы к последующей, и в этом случае мы имеем дело с задачами, обсуждавшимися в разделе 1 гл. 7. В то же время изучение полипептидов полезно в том отношении, что позволяет объяснить геометрию отдельных участков глобулярных белков — участков, состоящих из спиралей или растянутых Р-структур. [c.379]

Важность этих задач очевидна с биологической точки зрения, поскольку в процессе функционирования ДНК может менять свою конформацию вследствие взаимодействия с другими компонентами клетки, прежде всего с белками. Двойная спираль нуклеиновой кислоты, обладая обш ей жесткостью по длине спирали, представляет собой вместе с тем своего рода шарнирное устройство с ограниченным числом враш ательных степеней свободы вокруг единичных химических связей (рис. IX. 17, IX. 18). Обш ая геометрия спиральной молекулы описывается пятью параметрами (рис. IX. 19), из которых наиболее важные спиральное враш ение т—угол поворота между соседними парами и D — расстояние пары от оси спирали. Отличие А- и В-форм состоит в различии значений углов X и ст (на 60°) и большими положительными значениями D и меньшими значениями т у Л-формы. [c.220]

Кори нашли, что все они не удовлетворяют приведенным требованиям и должны быть отвергнуты. Авторы предложили две новые структуры (а и у) и структуру складчатого листа (Р). Как известно, до работ Полинга и Кори было разработано большое число молекулярных моделей полипептидов, а Брэгг, Кендрью и Перутц проанализировали этот вопрос в общем виде и как будто предусмотрели все возможные варианты. Как же в таких случаях удалось предложить совершенно новые структуры Это объясняется двумя обстоятельствами. Одно из них связано с более жесткими требованиями, предъявленными Полингом и Кори к геометрии полипептидов другое, сыгравшее решающую роль, — с предположением о реализации спиралей с нецелочисленными винтовыми осями симметрии. Во всех предпринимавшихся ранее поисках структур полипептидов использовались элементы симметрии атомных и низкомолекулярных кристаллов. В этом случае винтовые оси, действительно, могут быть только целочисленными. По отношению к отдельной макромолекуле требование, чтобы спираль содержала только целое число аминокислотных остатков на виток, не может быть оправдано соображениями физического порядка. Использование до Полинга и Кори целочисленных винтовых осей - результат автоматического перенесения кристаллографического принципа симметрии на спиральные полимерные объекты, т.е. в область, где он не работает. [c.22]

Столь же достоверны результаты исследования конформаций нерегулярных участков (этап 4), которые включают 40 (петля 1), 9 (петля 2) и 24 (петля 3) аминокислотных остатков. Кроме того, нерегулярными участками являются N-концевая последовательность из шести остатков и С-концевая — из восьми (рис. 11.11). Итого, около 45% остатков не входит во вторичные структуры. Исходные для минимизации конформационные варианты нерегулярных фрагментов генерировались таким образом, чтобы их геометрические мотивы приближались к пептидному скелету кристаллической структуры Met -соматотропина и при этом выдерживались определенные расстояния, присущие супервторичной структуре, в частности, расстояние между двумя парами остатков ys, образующих дисульфидные связи. Предпринятая авторами попытка пойти дальше наблюдаемой структуры и рассчитать конформационные состояния остатков нерегулярной части белка заканчивается, как и в аналогичных случаях с конкретизацией до атомного уровня геометрии спиралей и суперспирали, неудачей [285]. При комбинированном подходе и, прежде всего, при использовании методики формирования нулевых приближений иного результата быть не может. [c.326]

Сушествовавшее до недавнего времени мнение о том, что В-ДНК—это совершенная двойная спираль, геометрия которой одинакова независимо от нуклеотидной последовательности, в действительности не совсем корректно. Детальный ренттено-структурный анализ, построение моделей и термодинамические расчеты показали, что плоскости со- [c.44]

Для конструирования спиралей ДНК и РНК плоские пары оснований, сделанные из картона (а еще лучще — из более плотного материала), нанизывают на проволоку, изображающую ось, а в качестве распорок используют кусочки резиновой или полиэтиленовой трубки. Для изображения сахарофосфатного остова можно взять бумажные макеты или модели из шаров и палочек. (Для большей наглядности сахарофосфатный скелет можно сделать из двух полос плотной бумаги разного цвета.) Точная геометрия пар оснований приведена у Арнотта и Хью-кинса [2]. [c.377]

Геометрию субъединиц внутри спиралей можно представить, построив проекцию развернутой поверхности структуры, как это показано на рис. 4-6, В. На приведенном рисунке субъединицы, образующие спираль, которая изображена на рис. 4-6, , лежат на плоскости, полученной мысленным разрезанием цилиндра вдоль оси и распрямлением цилиндрической поверхности. В рассматриваемом примере число субъединиц на один виток спирали составляет приблизительно 4,3, однако это число может быть и целым. Взаимодействия bk между субъединицами вдоль оси волокна иногда могут оказаться более сильными, чем взаимодействия типа aj. В этих случаях микротрубочка разрывается на концах за счет разрыва а/-связей. Если это явление имеет место в микротрубочках флагеллы эукариот, его можно непосредственно наблюдать при помощи электронного микроскопа. [c.273]

Рассматривая этот метод, необходимо сделать следующие замечания а) метод примени,м только к белкам класса I (табл. 5.2), т. е. к белкам, состоящим преимущественно из а-спиралей б) на начальной стадии расчета допускается существование крупных нуклеаций, составляющих одну треть молекулы, хотя экспериментальные данные о таких нуклеациях пока отсутствуют в) предполагалось, что в такие нуклеации входят соседние по цепи спирали, что отвечает низкой энтропии цепи и наличию сильной корреляции по соседним остаткам (разд. 8.3) г) считалось, что нативная структура свертывается прямым путем все промежуточные структуры отбрасывались как неспособные к перегруппировке. Последнее предположение находится в противоречии с опытами по белкам, содержащим дисульфидные связи, которые выявили существование промежуточных форм с геометрией, существенно отличающейся от нативной (рис. 8.1). Однако процесс свертывания апомиоглобина происходит намного быстрее, и поэтому можно предположить его большую направленность по сравнению со свертыванием днсульфидсодержащих белков (разд. 8.2). [c.194]

Важную группу полисахаридов составляют гликозаминогликаны, к которым относятся гиалуроновая кислота, хондроитинсульфаты и кератансульфат. Было показано, что в ориентированных пленках молекулы этих соединений в зависимости от типа присутствующих катионов могут принимать целый ряд взаимо-превращаемых конформаций [12]. Эти конформации представляют собой группу левых спиралей, упакованных антипараллельно и отличающихся в основном степенью растянутости. Наиболее сжатой является одна из конформаций гиалуроновой кислоты, в которой одна молекула закручена вокруг другой с образованием двойной спирали [13] во всех остальных случаях молекулы упакованы бок о бок . В некоторых случаях удалось детально выяснить строение молекул, что для волокнистых веществ, в отличие от кристаллических, очень трудно сделать удалось даже выявить положение молекул воды и геометрию участков молекул, координированных вокруг катионов [14]. Важными вехами на пути понимания конформационных принципов строения полисахаридных цепей стали а) первый пример установления с помощью, рентгеноструктурного анализа упорядоченной конформации разветвленного полисахарида (внеклеточного полисахарида Е. oli) это позволило предположить, что наличие ветвлений играет важную роль при ориентации боковых цепей антипараллельно основной цепи и стабилизации таким образом конформации молекул полисахарида посредством нековалентных взаимодействий [15] б) первое изучение этим же методом структуры кристаллического гликопротеина, которое показало упорядоченность конформации его углеводной части [16]. Ко времени опубликования работы [16] определение строения (F -фрагмента иммуноглобулина G) не было доведено до конца, однако уже можно было сделать ряд важных выводов, которые будут рассмотрены ниже. [c.283]

Связывание актиномицина и АК идет ступенчато, через ряд промежуточных форм. Комплексообразование меняет конформацию ДНК. Рентгенографическое исследование показало, что ДНК в комплексе с профлавином имеет больший щаг спирали, чем у свободной ДНК и частично раскручивается [139]. Опыты со сверхскрученной (зирегсоИес ) кольцевой ДНК показали, что -В присутствии АК и актиномицина она раскручивается [140,, 141]. В такой ДНК основная правая спираль закручена в правую спираль более высокого порядка. Раскручивание сверхскрученной ДНК при образовании комплекса приводит вследствие топологических особенностей кольцевой структуры самой ДНК к изменениям геометрии всей макромолекулы. Установлено существование критической концентрации лиганда, отвечающей полному раскручиванию сверхспирали дальнейшее добавление красителя вызывает закручивание ДНК в обратном направлении с образованием левой сверхспирали. Эти факты обнаруживаются методом седиментации. [c.528]

В каждой молекуле тропоколлагена обнаруживаются четыре полеречные полосы, повторяющиеся с интервалом 64 нм. Г оловки молекул тропоколлагена расположены так, что они сдвинуты относительно друг друга на 64 нм. Ниже схематического изображения фибриллы показан участок молекулы тропоколлагена в виде остова тройной спирали. В самом низу дано еще более сильно увеличенное изображение тройной спирали, показывающее, что каждая из полипептидных цепей тропоколлагена также представляет собой спираль шаг и период этой спирали определяются геометрией жестких R-rpynn многочисленных остатков пролина и гидроксипролина. [c.178]

Молекулы двухтяжевых РНК имеют несколько кристаллических модификаций, которые, по-видимому, содержат идентичную (по геометрии) двойную спираль. Арнотт [54[ высказывает мнение, что все исследованные до сих пор РНК имеют 11-кратную спираль (в некоторых исследованиях ранее предполагалась и 10-кратная спираль). Уточненные им геометрические иарахметры имеют следующие значения 14°, 0°, 4,25 А, 32,7°, 2,73 А координаты фосфора 8,84 А, 68,5", —3,62 А. Таким образом, молекулы РНК существуют в конформации, очень близкой к форме А ДНК. [c.418]

Интересно поставить вопрос — является ли перекрывание оснований в молекулах ДНК и РНК оптимальным и определяет ли оно геометрию двойных спиралей Клаври [55], первым детально исследовавший этот вопрос, рассматривал взаимодействия валентно не связанных атомов двух уотсон-криковских пар оснований, используя модифицированные потенциалы Китайгородского и учитывая электростатическую энергию в монопольном приблил<ении. При этом взаимное положение оснований описывалось лишь двумя параметрами а — расстоянием между параллельными парами ос-]юваний их — углом поворота их друг относительно друга. Как показали расчеты, минимум энергии взаимодействия двух расположенных друг над другом пар оснований соответствует й 3,4А, однако т 30—40" (угол спирального вращения, характерный для нуклеиновых кислот) не всегда находится в области минимума. [c.419]

Приведенные в этом разделе данные показывают, что в настоящее время уже имеется богатый экспериментальный материал, необходимый для теоретического конформационного анализа син- тетических полинуклеотидов и нуклеиновых кислот. Наиболее интересными представляются следующие вопросы, которые могут быть решены методом атом-атом потенциалов 1. Соответствуют ли локальные или абсолютные минимумы энергии динуклеозидфосфатов и однотяжевых полинуклеотидов геометрии, характерной для двойных спиралей нуклеиновых кислот 2. Каковы относительные энергии форм А и В двойных спиралей и какие расчетные параметры дают минимумы энергии, ссответетвующие этим формам 3. По какому пути осуществляется кснформационный переход форма В -> форма А, необходимо ли при этом преодоление [c.421]

Исследование геометрии стирольного хромофора на молекулярных моделях показывает, что хиральность сопряженной системы в А -ароматических стероидах 39а (правая спираль отрицательный эффект Коттона) является противоположной Д ( )-соединениям 396 (лева5Т спираль положительный эффект Коттона). Таким образом, сильный отрицательный эффект Коттона, принадлежащий переходу при 260—270 нм, указывает на то, что стирольный хромофор имеет форму правой спирали. Наоборот, сильный положительный эффект Коттона свидетельствует об искажении молекулы в направлении левой спирали [347]. [c.63]

Нужно учесть, что при денатурации белка, как это следует из данных рентгенографии, протекают следующие два структурные процесса, различающиеся начальными скоростями процесс разрушения присущей белку системы пептидно-водородных связей, включающей а-спирали, и процесс возникновения и постепенного расширения участков новой структуры — пачек -слоев. До тех пор пока пачки -слоев относительно малы и разобщены, для спектров ЭПР наблюдается лишь уменьшение ширины компоненты и разрешения в результате разрушения первоначальной системы связей. Однако, если позволяет геометрия образца, в некоторый момент разобщенные ранее участки -структуры, разрастаясь за счет нерегулярной фазы и разрушаемых а-спиралей, приходят в контакт и образуют уже новую регулярную систему пептидно-водородных связей — систему, включающую, в отличие от первоначальной, пептидно-водородные связи -слоев. Из рентгенограмм следует (по четкости соответствующих рефлексов рентгенограммы), что пачки -слоев в образце рдезор-формы достаточно велики. [c.308]

Интересные результаты были получены при исследовании связывания катионов со стереорегулярной полиметакриловой кислотой. Катион Си + был прочнее связан с изотактическим полиионом [869], а ионы магния образовывали более устойчивый комплекс с синдиотактическим полимером [870]. Эти результаты позволяют предположить, что в образовании хелатов участвуют карбоксильные группы, которые удерживаются на строго определенном расстоянии друг от друга за счет предпочтительной конформации цепи главных валентностей. Тогда относительная устойчивость комплекса должна зависеть от геометрии хелата, характерного для данного катиона. Значение предпочтительной конформации цепи главных валентностей было убедительно нродемонстрировано в случаях, когда полимер может подвергаться переходам спираль — клубок. Связыванию катионов щелочноземельных металлов с поли-а-Ь-глутаминовой кислотой, несомненно, благоприятствует спиральная конформация полимерной кислоты [871]. Наоборот, Mg + связан более слабо с нативной спиральной формой ДНК, хотя эта форма связывает Na+ гораздо сильнее, чем денатурированная нуклеиновая кислота [872]. Другая интересная проблема возникает, если связанным компонентом является органическая молекула, имеющая две катионные группы. В этом случае вполне возможно, что расположение катионов в малых молекулах будет совпадать с расположением анионных групп в полимере, и такое соответствие должно приводить к исключительно прочному взаимодействию. По-видимому, такой эффект наблюдался для хон-дроитинсульфата-А [873] и гиалуроновой кислоты [874], которые образуют прочные комплексы с кураре [c.316]

Несомненно, движение звезд по спиралям подчиняется Ньютоновым законам. Исходя из этих законов, положение звезд в спиралях подтверждается научным наблюдением. Мы здесь сталкиваемся подобно тому, что мы имеем для живого вещества, с пространственно-временным проявлением пр авиз-н ы и левизны, как известно, ярко геометрического природного свойства, пропускаемого обычно в постулатах или аксиомах геометрии. [c.13]

Только изучение симметрии природных тел и явлений может выявить в природе проявление разных геометрий ( 139). Молекулярная диссимметрия Пастера и поправка А. Скакки. В основных соединениях организма — в белках, в углеводах и в жирах — наблюдаются только стерически левые изомеры, оптически чистые ( 140—142). Правизна и левизна морфологических форм брюхоногих моллюсков и правых и левых спиралей колоний бактерий не зависят от характера энзимов ( 143). [c.175]

Так как в живом веществе могут быть правые и левые молекулы ( 140— 142), и в то же время молекулы основных первичных соединений всегда стерически левые, то должна быть в геометрическом строении пространства какая-то разница для основных соединений, определяющих протоплазму, которая определяет их устойчивость для левых атомных спиралей и неустойчивость для правых. К сожалению, геометрическое значение правизны и левизны до сих пор геометрами не разработано. [c.177]

Л. Полинг и Р. Кори рассмотрели все возможные конформации в минимумах торсионных потенциалов вращения вокруг связей С —N и С —С и пришли к выводу, что а-спираль и складчатый лист отвечают наиболее предпочтительным ориентациям смежных пептидных групп. Что же касается у-спирали, то она не оказалась в числе низкоэнергетических структур. При учете только торсионного потенциала эта спираль, по оценке Полинга и Кори, менее стабильна, чем а-спираль, на 2,3 ккал/моль. В отличие от компактной а-спирали, имеющей хорошие ван-дер-ваальсовы контакты, у-спираль представляет собой более рыхлую цилиндрическую структуру с отверстием около 2,5 А. Л. Полинг и Р. Кори не только сформулировали требования к геометрии полипептидной цепи и предложили удовлетворяющие им структуры, но и проанализировали имеющийся для белков и синтетических пептидов экспериментальный материал [67—71]. Они пришли к заключению, что а-спираль и -структура весьма распространены среди фибриллярных и глобулярных белков, а также гомополипептидов. В частности, было предложено, что а-кератин и другие белки этой группы имеют структуры, близкие а-спирали, а Р-кератин состоит из слоев складчатого листа, между которыми находятся двойные слои а-спиралей. К суперконтракционной форме кератина и миозина была отнесена у-спираль. Для коллагена Полинг и Кори предложили трехцепочечную, скрученную в жгут конформацию. В тройной спирали коллагена полипептидные цепи также имеют спиральную форму с меньшим шагом. Из-за большого содержания в коллагене пролина и оксипролина (30%) а- и у-спирали не могут реализоваться по стерическим причинам и из-за отсутствия многих водородных связей. Поэтому для единичных цепей коллагена предложена спираль с винтовой осью 9-го порядка. [c.23]

Ф. Коэном и соавт. [261—263] развит ступенчатый метод предсказания трехмерной структуры белка по известной аминокислотной последовательности. Метод, получивший название комбинированного, предусматривает проведение трех последовательных стадий 1) предсказание на основе существующих алгоритмов регулярных вторичных структур 2) упаковку а-спиралей и -складчатых листов в конформацию, отражающую характерные особенности нативной структуры 3) энергетический расчет отобранных конформаций с использованием моделей, подобных сверхупрощенным моделям Левитта [254], Кунтца и соавт. [155], Робсона и Осгуторпа [270]. План исследования на первый взгляд выглядит логично. В действительности же он нереален, причем нереален в отношении всех своих трех положений, что следовало из данных, уже имевшихся к моменту его появления. Первый пункт плана невыполним по крайней мере по трем причинам. Во-первых, у большей части белков вторичные структуры составляют незначительную долю трехмерной структуры, а в среднем в а-спирали входит 25—30% остатков, а в -структуры — 15—20%. Во-вторых, встречающиеся в конформациях белков вторичные структуры, как правило, сильно искажены и лишь условно могут быть отнесены к регулярным (рис. П.З). В-третьих, надежность существующих алгоритмов предсказания вторичных структур не превышает 50% (гл. 8), что исключает их практическое использование. Возможно, по этим или иным причинам авторы не стали обращаться к предсказательным алгоритмам, а приступили к реализации второго пункта своего плана, выбрав для демонстрации возможностей предлагаемого ими метода белки, изученные рентгеноструктурно, и взяв всю информацию о геометрии [c.319]

Считается, что часть нерегулярных участков предназначена для образования сближающих а-спирали -изгибов, последовательности которых, но не их конкретная геометрия, идентифицируются с помощью алгоритма, разработанного при изучении взаимодействий в глобулярных белках а-спиралей с -складчатым листом [263]. Сами спирали и их границы предсказываются, используя алгоритмы, в которых особое значение в инициации, формировании и обрыве спиралей придается гидрофобным остаткам [263, 266, 278, 279]. Поскольку точность использованных алгоритмов предсказания невелика, разбиение последовательности на регулярные и нерегулярные участки является ориентировочным. Однако в дальнейшем анализе оно остается неизменным. Затем рассматриваются спираль-спиральные взаимодействия с помощью так называемого спираль-упаковочного алгоритма [271]. В результате выделяются три вида супервторичных структур, области контактов а-спиралей в которых локализуются методом Р. Ричмонда и Ф. Рихардса [266] с привлечением стереохимических правил. Этот перечень последовательных манипуляций завершается повторным обращением к спираль-унаковочному алгоритму [271], контролем межатомных расстояний [196, 273, 280, 281], использованием эмпирического отношения площади поверхности глобулы к ее объему [282] и оценкой стабилизирующих дипольных взаимодействий спиралей в супервторичных структурах [283]. Было рассчитано всего 10 структурных вариантов супервторичной структуры белкового гормона [278]. Из них финиша достигли пять структур, представляющих собой правоскрученные пучки из четырех а-спиралей. Проверить результаты работы путем непосредственного сопоставления с данными опытной структуры гормона роста человека пока не представ-322 [c.322]

Для всех эмпирических методов предсказания регулярных форм основной цепи на локальных участках аминокислотной последовательности, образования из этих форм супервторичных структур, доменов и трехмерных структур белковых молекул (с момента их появления и по сегодняшний день) характерны следующие черты принципиального порядка. Прежде всего, в основе всех исследований этого направления лежит конформационная концепция Полинга и Кори, согласно которой трехмерная структура белка представляет собой ансамбль регулярных, вторичных структур. Единство эмпирических методов предсказания по отношеш1ю к этой концепции неизбежно, поскольку в противном случае становится бесперспективным поиск эмпирических корреляций. Очевидно, если пространственное строение сложных макромолекул состоит не из отдельных немногочисленных стандартных блоков, а включает неограниченное количество разнообразных нерегулярных структурных сегментов, то нельзя рассчитывать на его описание с помощью простых правил, выведенных путем статистической обработки экспериментального материала, всегда крайне ограниченного в решении данной задачи. В первых работах предполагалось, что пространственное строение глобулярных белков почти сплошь состоит из вторичной структуры одного типа — а-спирали. Позднее к вторичным структурам был отнесен -складчатый лист, а затем -изгиб и недавно Q-петли. Привлечение последних двух означало принципиальный отход от строгого определения понятия вторичной структуры, так как -изгиб и Q-петли не являются регулярными формами. Кроме того, их идентификация отличается от идентификации а-спиралей и -структур по получаемой при этом информации о структуре белка. Если предсказание регулярной структуры в идеале означает определение на отдельном участке белковой цепи конформационных состояний составляющих его остатков, точнее, геометрии основной цепи участка, то предсказание изгибов и петель даже в идеале означает лишь утверждение об изменении направления цепи, причем, если это касается -изгибов, даже не на 180°, а лишь на угол больше 90° для петель и такое ограничение отсутствует. Это связано с тем, что -изгибы и Q-петли могут быть реализованы путем практически неограниченного количества различных форм основной цепи, а каждая форма — набором большого числа конформационных состояний остатков. Излишне говорить, что между -изгибами и 0-петлями нет четких границ. [c.328]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология