Основные проблемы, связанные со структурой белковых молекул

Другая проблема, также связанная с подготовкой кристаллов к съемке, возникла значительно позже, когда в принципе была решена фазовая проблема и встала задача получения кристаллов изоморфных производных. На первых же порах, после получения прекрасных дифракционных снимков глобулярных белков, требовалось решить вопрос об их расшифровке. В чем же заключалась новизна рентгеноструктурного анализа глобулярных белков по сравнению с анализом малых молекул и фибриллярных белков Суть рентгеноструктурного анализа любого монокристалла состоит в определении амплитуд всех дифрагированных лучей (отражений) и их фаз. Зная амплитуды и фазы, можно воспроизвести распределение электронной плотности элементарной кристаллической ячейки и, следовательно, найти ее геометрические параметры, а также параметры структуры образующих ее молекул. Амплитуды определяются по интенсивностям рефлексов, но найти фазы путем непосредственных измерений нельзя. В связи с этим как в кристаллографии малых молекул, так и в кристаллографии белков возникает так называемая фазовая проблема - основная проблема расшифровки любой кристаллографической структуры. В рентгеноструктурном анализе малых молекул для ее решения разработаны прямой метод, метод Паттерсона, метод проб и ошибок, метод изоморфного замещения. Со временем каждый из них приобрел целый ряд [c.40]

Хотя присутствие воды в живых организмах делает весьма спорной важность вклада Н-связей в формирование структуры биологических молекул, вместе с тем водой обусловлена связь другого типа — гидрофобная [6]. Гидрофобная связь играет исключительно важную роль, поскольку именно она в значительной мере определяет те реальные формы, которые принимают биологические макромолекулы. Известно, что углеводороды (например, масла) и вода не смешиваются. Некоторые боковые группы белков (см. рис. 1.5) имеют углеводороднуЕО природу. Если молекула примет форму, при которой углеводородные боковые цепи будут вынуждены контактировать с водой, то в результате взаимодействия воды и углеводородов может появиться некая устойчивая конфигурация, однако энергия такой конфигурации не будет минимальной. Обычно же в силу термодинамических причин (см. гл. 2) наиболее предпочтительна именно та конфигурация, которой соответствует минимальная энергия. Все проблемы, связанные с энергией, исчезли бы, если бы белок можно было уложить так, чтобы его углеводородные группы не контактировали с водой. Что касается глобулярных белков, все возрастающее количество экспериментальных данных свидетельствует в пользу эллиптической модели для них, в которой ионные и полярные группы находятся на поверх-носта глобулы, а алкильные боковые цепи уходят внутрь, в противоположную от окружающей воды сторону. Все основные типы связей, участвующих в формировании структуры белковых [c.24]

Основной интерес для биохимиков представляет не золотое число и связанные с ним явления, а проблема возникновения заряда на поверхности макромолекул. СЗткуда берется этот заряд Во-первых, поверхность может иметь свой собственный заряд, обусловленный расположенными на ней анионными и катионными группами. Белки содержат в своем составе карбоксильные анионы, несущие отрицательный заряд, и протонированные основные группы, которые сообщают молекуле положительный заряд. Нуклеиновые кислоты заряжены отрицательно, что обусловлено диссоциацией фосфатных групп, которые в структуре остова молекулы чередуются с молекулами пентозы. Во-вторых, если даже молекулярная структура не со.т.ержит ионизируемых групп — это, в частности, характерно для амилозы и целлюлозы, — то поверхность молекулы связывает ионы растворителя или другие имеющиеся в растворе ионы за счет поляризации вблизи гидроксильных групп или атомов кислорода, входящих в кольцо рибозы. [c.391]

В последнем десятилетии XIX века было обнаружено, что в крови имеются вещества, содержащие углеводный остаток, химически связанный с белком. Первые попытки исследования химической структуры этих веществ связаны с именами Бьерри, Хьюитта, Римингтона и др. После второй мировой войны интерес к изучению этой проблемы резко возрос. Это было обусловлено в основном успехами в разработке методов фракционирования и идентификации белков. Усовершенствование методов очистки белков заставило химиков многократно повторять уже проведенные опыты со все более и более чистыми препаратами. Некоторые гликопротеины, исследованные в период 1920—1940 гг., например серомукоид, имели степень очистки, по современным представлениям составляющую 60—70%. Однако многие соединения, которые рассматривались в то время как одно или два вещества, впоследствии были разделены на большое число хорошо изученных гликопротеинов. Вещество, описываемое в этой главе, — а -кислый гликопротеин плазмы человека, рассматривается нами как индивидуальный белок. Однако недавно были получены сообщения о возможности дальнейшего разделения его на несколько компонентов, причем нельзя с уверенностью сказать, что каждый из этих компонентов является гомогенным по химической структуре. Следовательно, изучение физических и химических свойств вещества, которое доступно нам в настоящее время, дает возможность получить представление только о некоторой модельной молекуле с усредненной структурой. [c.67]