Модель Кендрью-Уотсона

При поиске решения структурной проблемы белка особенно вдохновляющими примерами явились результаты теоретических исследований Л. Полинга и Р. Кори регулярных структур полипептидов [53] и Дж. Уотсона и Ф. Крика двойной спирали ДНК [54]. В этих работах с помощью простейшего варианта конформационного анализа - проволочных моделей, получивших позднее название моделей Кендрью-Уотсона, а также ряда экспериментальных данных, прежде всего результатов рентгеноструктурного анализа волокон (в случае ДНК еще и специфических соотношений оснований Э. Чаргаффа), удалось предсказать наиболее выгодные пространственные структуры полимеров. Собственно, предсказана была как в случае пептидов, так и нуклеиновых кислот, геометрия лишь одного звена, которое в силу регулярности обоих полимеров явилось трансляционным элементом. Белок же - гетерогенная аминокислотная последовательность, и поэтому таким путем предсказать его трехмерную структуру нельзя. Но то обстоятельство, что простейший, почти качественный, конформационный анализ привел к количественно правильным геометрическим параметрам низкоэнергетических форм звеньев, повторяющихся в гомополипептидах и ДНК, указывало на большие потенциальные возможности классического подхода и его механической модели в описании пространственного строения молекул. [c.108]

Отрицательная, стабилизирующая энергия ван-дер-ваальсовых взаимодействий двух атомов невелика (0,1-0,3 ккал/моль), но при взаимодействии многоатомных групп на оптимальном расстоянии (г ) она может достигать нескольких килокалорий на 1 моль и вносить существенный вклад в стабилизацию (рис. II. 1). На малых расстояниях энергия резко возрастает и валентно несвязанные атомы не могут сблизиться на расстояние, значительно меньшее гд. Такой характер зависимости позволяет сделать довольно грубое, но тем не менее полезное упрощение. Так как слева от iq кривая очень крутая, а отрицательная энергия в минимуме незначительна, то потенциал можно представить в виде угловой зависимости. В этом случае справа от вертикали атомы между собой вообще не взаимодействуют, а слева энергия бесконечна и соответствующие расстояния являются запрещенными. Такое представление потенциала отвечает модели жестких сферических атомов. Пока в такой молекулярной модели шары-атомы не касаются друг друга, они не взаимодействуют в то же время они не могут сблизиться на расстояние, меньшее суммы ван-дер-ваальсовых радиусов. Таким образом, широко распространенные атомные модели (проволочные Кендрью-Уотсона и Бирона, пластмассовые Николсона, объемные Кори-Полинга-Колтена) имеют определенное теоретическое обоснование. Из характера кривой U(r) видна и условность всех моделей. Во-первых, в моделях в значительной мере произвольно выбираются ван-дер-ваальсовы радиусы атомов (реальное взаимодействие около Г() мягкое) во-вторых, в них не учитываются дисперсионные силы притяжения в-третьих, не принимаются во внимание другие виды [c.236]

Изучение структуры пептидов привело к расшифровке Полингом, Кори и Брэнсоном в 1950 г. структурного элемента керотина (одного из белков, входящих в состав волос). Примененный ими метод заключался в подборе молекулярной модели, которая могла бы отвечать соответствующей рентгенограмме. Эта модель —< альфа-спираль послужила Уотсону и Крику одной из основных предпосылок для расшифровки структуры дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), представляющей две спирали, идушре в противоположном направлении и закрученные одна вокруг другой. Второй из предпосылок для решения проблемы строения ДНК было чисто техническое усовершенствование, позволившее повысить качество рентгенографии. (Оказывается, расшифровка структуры ДНК может служить сюжетом увлекательной повести [83].) В 1960 г. Кендрю и сотрудники сообщили о получении трехмерной картины распределения электронной плотности в миоглобине, что позволило построить молекулярную модель этого белка. Вскоре была расшифрована структура другого белка — гемоглобина (Перутц и сотр., 1962), а в 1964 г. структура третьего белка —< лизоцима. Лизоцим —< это первый фермент, структуру которого удалось определить. [c.247]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология