Глобула белковая самоорганизация

Укажем другие работы [179, 180, посвященные той же проблеме. Птицын впервые подошел к проблеме связи между первичной и пространственной структурами белковой глобулы, исходя из физической гипотезы о формировании глобулы во времени [181]. Предполагается, что самоорганизация глобулы есть результат некоего направленного процесса. Опыты по ренатурации показывают, что программа безошибочной самоорганизации закодирована в самой первичной структуре. Самоорганизация происходит стадийно так, что на каждой следующей стадии формируется все более сложная и все менее флуктуирующая структура. На данной стадии образуется флуктуирующий зародыш следующей стадии. Таким образом, нативная структура белковой молекулы строится из отдельных структурированных участков цепи, как из блоков, образование которых предшествует во времени формированию самой структуры. Организация, достигнутая на предшествующей стадии, не изменяется, но лишь стабилизуется на следующей стадии. [c.253]

Так, для кальций-связывающего белка мышц карпа с доминирующей а-струк-турой в сформированной глобуле локальные максимумы вероятности образования спиральных участков в развернутой последовательности соответствуют гидрофобным участкам цепи со спиральным распределением гидрофобных, инициирующих и терминальных полярных групп. Уже на первых этапах самоорганизации в этом белке вторичной структуры а-спирали подавляют -структуру практически по всей длине цепи (рис. IX. 15). Аналогичная картина наблюдается и у -структурных белков (рибонуклеаза А), где -структура доминирует с самого начала самоорганизации. Конечная структура белковой глобулы является результатом направленного процесса сворачивания цепи с предсуществующими структурными сегментами. [c.213]

Еще в работах Анфинсена (1973) было показано, что пространственная структура белка способна к спонтанной самоорганизации. Денатурированная белковая глобула после возвращения к нормальным температурным условиям и удаления денатуранта из раствора снова за несколько минут восстанавливает исходную первоначальную нативную структуру, в которой каждый атом занимает свое определенное место. [c.245]

Стохастический подход к выяснению механизмов самоорганизации белковой глобулы позволяет прояснить некоторые закономерности этого процесса. Однако для выяснения реальных путей сворачивания конкретных белков необходимо изучение их динамического поведения и строения гиперповерхности потенциальной энергии макромолекулы. Именно особенности строения гиперповерхности потенциальной энергии в конфигурационном пространстве определяют направленность движения системы в процессе сворачивания к нативной конформации. [c.252]

Гидрофобная модель основывается на предположении, что по ходу свертывания белковой цепи в центре флуктуирующего клубка возрастает концентрация гидрофобных остатков [16-18]. В рамках этих представлений наиболее популярной трактовкой механизма самоорганизации белка является в настоящее время гипотеза так называемой расплавленной глобулы (molten globule) [19-21]. Ее основные положения сводятся к следующим [c.84]

Причину неудавшегося описания структуры Бэржес и Шерага [132] увидели в несовершенстве расчетной процедуры, которая, по их мнению, учитывала только внутриостаточные и ближние межостаточные взаимодействия. Был сделан вывод, что полученные результаты свидетельствуют о необходимости дополнить схему предсказания учетом средних и дальних взаимодействий. Авторы этой работы, как и предыдущей [131], неправы, утверждая, что в расчете игнорировались межостаточные взаимодействия среднего и дальнего порядка. Как уже упоминалось, в действительности они в неявном виде входили в расчетную модель благодаря отнесению геометрии всех аминокислотных остатков полипептидной цепи БПТИ к нативным конформационным состояниям, являющимся конечным результатом воздействия суммарного эффекта всех внутриостаточных и межостаточных контактов. В силу использования процедур, основу которых составила экспериментальная информация о трехмерных структурах белков, результаты исследований [131] и [39] в принципе не могут претендовать на дифференцированное отражение внутримолекулярных невалентных взаимодействий атомов. Таким образом, вопрос о функциональном назначении внутриостаточных и межостаточных контактов в структурной самоорганизации белковой глобулы остался без ответа по существу, он не рассматривался. [c.503]

Работы [1, 178] имеют принципиальное значение для физики белка. Статистико-термодинамический анализ, основанный на учете линейной памяти в цепи, объясняет общие свойства белковых глобул. Необходимо дальнейшее развитие этих идей применительно к гетерополимерным цепям. В то же время решение проблемы самоорганизации глобулы требует исследования и кинетических факторов. По-видимому, для надежной самоорганизации в длинной цепи необходимо, чтобы кинетические и термодинамические требования совпадали, т. е. чтобы энергетически оптимальная конформация цепи обладала простейшей топологией и была кинетически достижимой. [c.242]

В самом деле, считывание филогенетической информации, записанной в ДПК, приводит к биосинтезу первичной аминокислотной последовательности на рибосомах. Па втором этапе происходит самосворачивание белковой глобулы, развитие ферментативных реакций и самоорганизация живой системы. Характер этих процессов и, в частности, возникающих диссипативных структур, зависит от значений конкретных управляющих параметров метаболизма (гл. IV). Итак, окончательная реализация наследственной информации происходит путем динамического считывания параметрически заданной информации о метаболических процессах, лежащих в основе морфогенеза. [c.165]

Самоорганизация белка. Определенный характер распределения гидрофобных групп в развернутой цепи способствует образованию в ней а- или -структурных участков в основном за счет локальных взаимодействий внутри данного участка. Одновременно за счет дальних взаимодействий структурного сегмента с другими участками белковой цепи обеспечиваются ее стабилизация и встраивание в белковую глобулу. Это приводит к тому, что образованные в развернутой цепи наиболее вероятные структурные сегменты вторичной структуры предопределяют и структуру целой компактной глобулы, возникаюшую при сворачивании первичной последовательности. Вместе с тем для а-спиральных белков а-спиральная структура уже доминирует в развернутой цепи, а -структура доминирует в развернутой цепи Р-структурных белков. [c.213]

В 1970-е годы большое внимание уделяется концепции а-спирального механизма самоорганизации белковой глобулы, первоначалыю предложенной Шерагой и соавт, в 1971 г. [75], Создание третичной структуры, согласно этой концепции, начинается с образования в развернутой белковой цепи преимущественно а-спиралей, которые служат инициаторами дальнейшей сборки макромолекулы. Спирализа-ция осуществляется за счет локальных взаимодействий. В процессе свертывания цепи взаимодействия спиралей, т.е. дальние взаимодействия, могут привести как к их дополнительной стабилизации, так и дестабилизации и разрушению. [c.261]

Привлечение к проблеме свертывания белка сайт-направленного мутагенеза и использование уравнений равновесной термодинамики и формальной кинетики позволили Фершту и соавт. предпринять попытку решить две задачи. Первая из них основывалась на опытных значениях констант равновесия и заключалась в определении вызванных мутациями изменений в стабильности основных состояний белковой цепи. Ее цель состояла в установлении эмпирических соотношений между глобальной свободной энергией и энергией невалентных взаимодействий боковых цепей в различных областях белковой глобулы [133]. Вторая задача исходила из результатов кинетических измерений процессов свертывания и развертывания нативного белка и мутантов и имела цель обнаружить изменения энергии промежуточных состояний и энергии активации (рис. П1.16). Различия в энергетических уровнях промежуточных (AAGj) и переходных (ДДО ) состояний помогали определить их положения на пути структурной самоорганизации белковой цепи. При этом каждая аминокислотная замена служила своеобразной репортерской меткой наблюдаемого изменения, происходящего на мутированном участке по ходу ренатурации или денатурации. [c.390]

Разработка представлений о самоорганизации белковых глобул сопровождалась не только введением понятия о доменах, о чем уже было сказано выше, но и новым подходом к характеристике уровней структуры белковых тел к ним добавился упомянутый уже доменный уровень и надвторичная структура. Под последней подразумевают закономерности возникновения в процессе свертывания полипептидной цепи элементарных структур, представленных Р-слоями (Р, Р -структура), сочетанием а-спиральных участков (а, а -структура) или тех и других одновременно (рис. 37). Преобладающей среди надвторичных структур оказалась топология греческого ключа и греческого орнамента. [c.74]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология