Белки высокоэнергетическое состояние

В заключение раздела остановимся на двух вопросах, которые при обсуждении поэтапного метода конформационного анализа пептидов и белков, казалось бы, должны иметь первостепенное значение. Речь идет о принципах разбиения пептидной цепи на фрагменты и критерии отнесения конформационных состояний каждого рассчитываемого фрагмента к низкоэнергетическим, т.е. перспективным в последующем расчете более сложного участка пептидной цепи, и к высокоэнергетическим - неперспективным, исключаемым из расчета. Что касается первого вопроса, то постулируемая в теории структурной организации пептидов и белков согласованность ближних, средних и дальних взаимодействий не делает его принципиальным. Конечный результат в этом случае должен быть одним и тем же при любой схеме разбиения последовательности на фрагменты. Тем не менее разделение пептида на отдельные участки -ответственный момент конформационного анализа, поскольку от выбранной схемы существенным образом зависит объем вычислительных работ. Более того, заметный прогресс в расчете трехмерных структур высокомолекулярных белков можно ожидать при разработке метода априорной идентификации конформационно жестких и лабильных фрагментов аминокислотной последовательности. Обсуждение этого вопроса будет продолжено в конце книги после рассмотрения результатов расчета пептидов и белков. [c.232]

Рис. 2-24. Возникновение трансмембранного протонного градиента в результате реакций переноса электронов. Высокоэнергетический электрон (полученный, например, при окислении метаболита) последовательно переводится переносчиками А, Б и В в более низкое энергетическое состояние. На данной схеме переносчик Б располагается в мембране таким образом, что при прохождении электрона он захватывает ион Н с одной стороны от мембраны и высвобождает его с другой. Возникающий в результате градиент Н представляет собой форму запасания энергии эта энергия используется другими белками митохондриальной мембраны для инициирования синтеза АТР (см. рис. 7-35).

Создание нового активного центра в молекуле тиоредоксина. Недавно при использовании в качестве исходной молекулы инертного белка тиоредоксина после проведения предварительного компьютерного дизайна удалось внедрить в его полипептид-ную цепь новый активный центр, способный осуществлять гидролиз активированных эфиров [10]. В этом случае для решения проблемы были использованы знания, накопленные при исследовании механизмов функционирования каталитических антител (абзимов). Была создана серия виртуальных модифицированных молекул тиоредоксина с минимальной общей свободной энергией. Требуемое высокоэнергетическое состояние конкретных молекулярных участников реакции моделировали с помощью боковых цепей аминокислотных остатков, ориентированных в пространстве с целью создания условий, необходимых для осуществления катализа (реакция а). На рисунке справа (б) изображена схе- [c.282]

Был получен набор (клонотека) вариантов, по-разному ориентированных в пространстве боковых цепей ротамеров), находящихся в высокоэнергетическом состоянии, которые размещали в различных участках полипептидной цепи тиоредоксина таким образом, чтобы они сохраняли способность взаимодействовать с субстратом. (Ротамерами называют статистически значимые конформации боковых цепей аминокислотных остатков в составе полипептидной цепи). Путем теоретической оценки способности предполагаемых активных центров, сформированных в разных участках полипептидной цепи, взаимодействовать с субстратом удалось предсказать несколько протозимов , потенциально способных осуществлять соответствующую реакцию. Экспериментальное исследование показало, что, действительно, такие белки гидролизовали эфир по механизму нуклеофильного катализа с участием остатка His. Хотя удельная активность подобных искусственных ферментов была умеренной (на уровне абзимов первого поколения), сам подход представляется весьма перспективным, так как его реализация может способствовать созданию искусственных ферментов, катализирующих реакции, которые не происходят в природе. [c.283]

Легче интерпретировать дихроизм п—я -переходов карбонильных соединений. В данном случае имеется набор правил, известных как правила октанта, которые позволяют предсказывать знак и величину КД простых соединений [47]. Разработан также теоретический подход к анализу КД-спектров и спектров поглощения белков в высокоэнергетической УФ-обла-сти. В пределах регулярной р-струк-туры, а-спирали и кристаллических областей электронные переходы соседствующих друг с другом амидных групп могут быть связаны, в результате чего имеет место делокализация возбуждения. Такая делокализация (экситон) приводит к расщеплению (давыдовскому расщеплению) на два перехода с различающимися энергиями и направлением поляризации [7, 44]. Так, полоса поглощения амидной группы с тах = 52 600 см- в случае а-спирали расщепляется на две компоненты с Vmax=48 500 и 52 600 см . Кроме того, низкоэнергетические я—п - и п—я -переходы весьма близки по энергии, что может приводить к формированию состояния, представляющего смесь двух указанных состояний с появлением вращательной силы в я—я -полосе, знак которой противоположен знаку вращательной силы в п—я -полосе (см. работу [44]). И знак, и интенсивность КД-полос зависят от конформации соединения, что позволяет четко различать а-спирали, -структуры и статистический клубок. В водных растворах измерения проводят при длинах волн, простирающихся вплоть до вакуумного ультрафиолета, т. е. до волновых чисел - бООООсм [48]. [c.26]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология