Гидрофобные кластеры белковых поверхностей

По мере расшифровки структуры различных белков (особенно в последние годы) становилось все более очевидным, что глобулярные белки, как и миоглобин, сохраняют свою структуру преимущественно благодаря взаимодействию между гидрофобными остатками. Внутри молекулы белка боковые группы уложены исключительно компактно. Если где-нибудь в структуре остается свободное пространство, оно обычно заполняется водой [24, 25]. Например, плотность упаковки (отношение объема, ограниченного вандерваальсовой оболочкой, к полному объему) молекул лизоцима и рибонуклеазы составляет 0,75 для сравнения укажем, что для плотно упакованных сфер теоретическое значение плотности упаковки равно 0,74. Полярные группы обычно находятся на поверхности, но иногда бывают утоплены внутрь, образуя водородные связи с другими группами внутри молекулы белка. На отдельных участках поверхности встречаются и неполярные боковые цепи, которые в ряде случаев сгруппированы в гидрофобные кластеры. Последние могут обусловливать взаимодействие с другими белками или с липидными участками мембран. [c.96]

Учет дальних взаимодействий основан на том, что значительное число гидрофобных групп должно быть погружено в гидрофобное ядро, а гидрофильные группы должны преимущественно находиться на поверхности белка. При оценке склонности определенного участка полипептидной цепи к формированию а-спирали проверялась возможность образования им гидрофобного кластера, который в геометрии а-спирали определялся как поверхность, вырезаемая центральным двухгранным углом 120° вдоль которой группируется максимальное число гидрофобных остатков. Для количественной оценки рассчитывались такие характеристики, как число аминокислотных остатков в кластере, средняя гидрофобная энергия кластера, суммарная энергия кластера и аналогичные характеристики для стороны, противоположной кластеру. [c.114]

Гены, кодирующие несколько вирусных белков слияния, были клонированы и затем использованы Оля трансфекции эукариотических клеток в культуре. Трансфицированные клетки экспрессировали вирусные белки на поверхности мембраны. При кратковременной инкубации при низких pH эти клетки сливались между собой, образуя гигантскую многоядерную клетку. Для наиболее изученного белка слияния из вируса гриппа была определена трехмерная структура методом рентгеноструктурного анализа (см. разд. 8.6.12). Было показано, что при низком pH в белке слияния индуцируются крупные конформационные изменения, приводящие к экспонированию предварительно спрятанной гидрофобной области на поверхность белка. При этом становятся возможными его взаимодействия с липидным бислоем мембраны-мишени. По-видимому, кластер таких гидрофобных областей расположенных в близком соседстве друг с другом в молекуле белка слияния, приводит два липидных бислоя в тесное соприкосновение и дестабилизирует их так что бислои сливаются (рис. 6-87). [c.424]

Ионообменная хроматография. В ионообменной хроматографии используется различное сродство ионов раствора к ионообменным центрам противоположной полярности в неподвижной фазе, т. е. в ионообменниках белки связываются обычно с помощью электростатических сил, возникающих между заряженными поверхностями белков и плотными кластерами заряженных групп самого ионообменника. Установлено также, что белковые молекулы образуют с ионитами, кроме ионных, еще и другие типы связей, например водородные и гидрофобные. [c.55]

Анализ а-спиральных белков показал, что а-спирали тяготеют к контакту гидрофобными поверхностями (таб. 3). Характер этих контактов таков, что взаимодействуюише а-спирали образуют комплекс, имеюший общие гидрофобную и гидрофильную поверхности, контактируя друг с другом краями гидрофобных кластеров (таб. 3). Такое расположение а-спиралей было названо [71 "полярным", в отличие от "неполярного", когда гидрофобные моменты направлены в основном друг к другу (таб. з). [c.137]

Таким образом, вслед за [91 на более широкой выборке белков определено наиболее распространенное взаимное расположение гидрофобных кластеров контактируших а-спнралей с образованием единых гидрофобной и гидрофильной поверхностей. Этот вывод является существенным для развития представлений о пространственной организации белков. [c.138]

Таким образом, лизоцим в отношении вторичных структур существенно отличается от миоглобина и гемоглобина его спиральные участки содержат не три четверти остатков, как в случае миоглобина, а менее четверти, причем и они, как отмечалось, имеют нерегулярную форму. Поэтому здесь уже нельзя сказать, что третичная структура белка практически полностью определяется способом укладки регулярных вторичных структур. Некоторые особенности строения лизоцима, однако, согласуются с теми, которые были отмечены у ранее исследованных белков. Остатки с полярными боковыми цепями находятся, как правило, на поверхности глобулы и взаимодействуют с молекулами воды. Некоторые остатки защищены от контактов с окружающей средой и взаимодействуют между собой, образуя гидрофобные кластеры. Условия, в которых находятся молкулы в кристаллическом белке, в сущности незначительно отличаются от естественных условий в клетке. Кристаллы включают около 35% по массе (50% по объему) жидкости, главным образом воду. Поэтому, как отмечает Филлипс, [c.50]

Динамическая структура липидного бислоя наиболее полно изучена на примере искусственных бислойных везикул. Эти исследования показали, что молекула фосфолипида как целое может вращаться вокруг своей продольной оси и имеет достаточно высокую подвижность в слое с коэффициентами латеральной диффузии 10 —10 см /с. Полярные головки образуют на поверхности короткоживу-щие (10 —10 с) кластеры из 20—30 молекул, в результате чего могут возникать временные дефекты в структуре бислоя. Диффузия молекул воды через липидный бислой возможна при их попадании в эти свободные объемы между гидрофобными хвостами липидов. Молекулы фосфолипидов, находясь в бислое, могут осуществлять перескок из одного слоя в другой (флип—флоп). Однако в искусственных бислойных мембранах это происходит сравнительно редко из-за энергетической невыгодности переноса полярной головки через гидрофобный слой (Оеепеп, 1981). Только селективное взаимодействие с интефальными белками природных мембран может обеспечить быстрый переход фосфолипида из одного слоя в другой. Например, из печени быка был выделен белок, селективно взаимодействующий с ФХ и транспортирующий его с внешней стороны мембраны на внутреннюю, из искусственных везикул в плазматическую мембрану. После гидролиза этого комплекса был [c.110]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология