Инициация образования спирали

Другой тип кооперативности в молекуле белка обнаруживается при обратимом конформационном переходе между а-спиралью и беспорядочным клубком. Если создать условия, при которых более устойчивой является спиральная конформация, то все молекулы, которые находятся в состоянии беспорядочного клубка, быстро примут форму спирали. Аналогичным образом в условиях, при которых более устойчивой конформацией является беспорядочный клубок, все спирали расплетутся и произойдет полное их превращение в клубки. Плавление ДНК (гл. 2, разд. 10), как и любого кристалла, происходит кооперативно [21]. Формирование новой полинуклеотидной цепи на комплементарной матрице, приводящее к возникновению стэкинг-взаимодействий, также может быть кооперативным процессом. Так, например, формирование цепи полиадениловой кислоты на двух цепях полиуридиловой кислоты приводит к кооперативному образованию комплекса, представляющего собой тройную спираль (гл. 2, разд. Г.6). Наличие стэкинг-взаимодействия делает рост спирали энергетически более выгодным, чем инициацию новых спиральных участков [22]. Проблеме кооперативности посвящена обширная литература, в частности работы [23—25]. [c.263]

Хромосомы некоторых вирусов и всех эукариотических организмов содержат линейные молекулы ДНК. Репликация линейных молекул начинается в определенных точках с образования репликационных вздутий. В небольших молекулах ДНК вирусов репликация может начинаться с одной точки. В больших молекулах ДНК, образующих хромосомы эукариот, иногда насчитываются сотни точек инициации репликации (рис. 4.24). После образования вздутия оно начинает увеличиваться по мере распространения процесса репликации ДНК в обоих направлениях от точки инициации. По ходу процесса соседние вздутия могут сливаться, а когда вздутие достигает конца молекулы, образуется характерная промежуточная У-образная конфигурация. Когда репликация заканчивается, из одной линейной родительской молекулы образуются две линейные дочерние, каждая из которых, так же как и родительская, представляет собой двойную спираль. [c.124]

Инициация образования спиралей. Обязательны-м условием при образовании первой инициирующей пары спирали является образование петли. Различные типы петель представлены на рис.6.1. Термодинамика образования петель была подробно исследована в работе (иЫепЬеск et а .. 1973 Сга11а, rotheгs, 1973). [c.193]

Инициация. Белки гер, или ферменты хеликазы (лат. helix — спираль), расплетают короткие участки ДНК. На разделение каждой пары оснований расходуется энергия гидролиза двух молекул АТФ до АДФ и неорганического фосфата. К каждой из разделившихся цепей прочно присоединяются несколько молекул ДНК-связывающе-го белка, которые препятствуют образованию комплементарных пар и обратному воссоединению цепей. Благодаря этому нуклеотидные последовательности цепей ДНК оказываются доступными для репликативной системы. Быстрое раскручивание цепей родительской ДНК в процессе репликации (4500 об/мин) компенсируется биологическим шарниром — ферментом гиразой (семейство топоизо-мераз), который обеспечивает кратковременный разрыв одной из цепей ДНК, быстро восстанавливаемый с высокой точностью после [c.302]

Обширное статистическое исследование структуры белков предприняли в 1974 г. П. Чоу и Г. Фасман [98, 99]. Как и в предшествующих аналогичных исследованиях, ставится задача предсказать вторичные структуры (а-спираль, -складчатый лист) и клубковое состояние и на этой основе описать третичную структуру. В стабилизации регулярных форм большая роль отводится пептидным водородным связям, которые и послужили критерием в определении границ вторичных структур в известных конформациях белков. Из частот появлений каждого аминокислотного остатка в а-спиралях (f ), их внутренних витках (faj), складчатых листах (f ) и клубках (f ,) рассчитаны соответствующие конформационные параметры Рц, P j, P и Р .. Метод определения этих параметров исключает учет в явном виде влияния взаимодействий между остатками. Значения Рц оказались близкими значениям s теории Зимма и Брэгга, полученным для поли-а-аминокислот. Из частотного анализа остатков на границах спиральных и -структурных областей найдены характеристики остатков, инициирующих и терминирующих вторичные структуры. Заряженные остатки с наибольшей частотой появляются на N- и С-концах спирали и, как правило, отсутствуют в -структурных областях. Частоты появления остатков на концах спиралей могут быть скоррелированы со значениями параметров инициации Зимма и Брэгга — а. П. Чоу и Г. Фасман предложили механизм свертывания белковой цепи в глобулу, согласно которому спиральная нуклеация начинает зарождаться в центре фрагмента с наибольшими у остатков значениями Р и затем распространяется в обоих направлениях вплоть до спиралеразрывающих остатков с малыми значениями Р [99]. Аналогичным образом происходит формирование -структурных нуклеаций. Авторы считают, что при P > Рц образование -структур становится более предпочтительным по сравнению с а-спиралями. Аминокислоты были классифицированы на две группы, состоящие из шести подгрупп, начиная с сильных а (или )-образуюпщх остатков и кончая a( )-paзpывaющими остатками. [c.258]

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]

Подготовка к образованию нового спирального фрагмента. Сразу отметим, что если новая спираль топологически совместима полностью или частично со всеми существующими в структуре спиралтш, то этот этап отсутствует. В противном случае для инициации спирали требуется полный или частичный распад фрагментов вторичной структуры. Предположим, что для образования спирали III требуется разрушить спираль II (рис.6.8). Кинетическая константа определяется временем ожидания спонтанного распада спирали. Энергетические затраты для этого процесса в основном зависят от внутренней энергией мешающих участков. [c.209]

На рис.6.9 проиллюстрированы несколько вариантов образования новой сшрали А В С В .При топологической несовместимости (рис. 6.9,а) требуется полный распад всей спирали A,B, ,D . При этом энергетический барьер определяется энергией распада стирали и энергией инициации новой спирали. При взаимной ориентации спиралей, показанной нз рис. [c.210]

Таким образом, вероятность образования спирали в структуре не зависит от того какая эта спираль, важно только, в какой структуре она образуется. Это можно интерпретировать следующим образом. Время образования спирали лимитируется процессом инициации. В предыдущем разделе уже указывалось, что инициация включает в себя подготовительную стадию -разрушение в случае необходимости спиральных фрагментов и образование первой комплементарной пары. Вероятность образования этой пары определяется вероятностью встречи комплементарных нуклеотидов, что в свою очередь зависит от конформации петли, обеспечиваюшей локализацию нуклеотидов. Эта величина дает основной вклад в энтропию, а стало быть, и в свободную энергию петель. Множитель N отражает тот факт, что инициация спирали может произойти в любой из N потенциальных нуклеотидных пар. После образования инициирующей пары, этого " центра кристаллизации", формирование всего спирального участка.зависящего от к , происхолит очень быстро. Как уже указывалось, величина этой константы равна 10 -10 с. [c.212]

Однако остается открытым вопрос, достаточно ли простого связывания РНК-полимеразы с промотором для локального расхождения цепей вблизи сайта инициации синтеза РНК или РНК-полимераза расплетает спираль в стартовом сайте. Независимо от механизма образование открытого промотор-ного комплекса позволяет РНК-полимеразе осуше-ствить спаривание первого и второго рибонуклеозид-трифосфатов с матричной цепью и катализировать образование первой фосфодиэфирной связи. [c.123]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология