Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Лазуркина Ю.С. -> "Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот" -> 15

Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот - Лазуркина Ю.С.

Лазуркина Ю.С. Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот — Наука, 1967. — 343 c.
Скачать (прямая ссылка): fizmetodiisledovaniyabelkov1967.djvu
Предыдущая << 1 .. 9 10 11 12 13 14 < 15 > 16 17 18 19 20 21 .. 133 >> Следующая

zi tl
Рис. 12. Распределение электронной плотности в дикетопиперазине прн различном разрешении
Иногда используется ограниченная часть экспериментальных данных и рассчитываются ряды Фурье с малым разрешением. Для этого в расчет берутся отражения, соответствующие меж-плоскостным расстояниям до какого-то определенного минимального значения. Мерой разрешения ряда Фурье в этих случаях принято считать эту минимальную величину межплоскостного расстояния.
Функция распределения электронной плотности изображается в виде контуриых карт, на которых изолиниями соединены точки с ее одинаковым значением. На рис. 12 представлена функция распределения электронной плотности дикетопиперази-на, рассчитанная для различных разрешений [18]. Однако этот прием удобен для представления распределения электронной плотности в одной какой-либо плоскости. Модели, построенные на основании данных об объемном распределении электронной плотности в некоторых белках, представлены на рис. 13, 14.
Ряд Фурье вида
Р (X, Y, Z) = ± 2 2 2 Flu COS 2п (hX + kY+lZ) (11)
h k I
носит название функции Паттерсона. Эта функция широко используется в рентгеновской структурной кристаллографии, ее расчет — необходимый этап при анализе структуры белков,
4U
Рис. 13. Модели распределения электронной плотности в белках
о — модель распределения электронной плотности в миоглобине с разрешением 6 К; б — в гемоглобине с разрешением 5.5 А
Теория структурного анализа показывает, что функция Паттер-соона отображает пространственную ориентацию всех межатомных векторов в кристалле. Она имеет максимумы в тех точках XYZ, которые удовлетворяют условию X -- х?—xf, Y = yt — уf, Z = г?—г/, где XiDiZt и xjyjZf — координаты каких-либо двух атомов в элементарной ячейке. Величина максимума функции Паттерсона пропорциональна произведению атомных номеров соответствующей пары томов.
Эта функция часто используется для определения координат тяжелых, сильно рассеивающих рентгеновские лучи атомов в элементарных ячейках, так как максимумы, соответствующие расстояниям между тяжелыми атомами, обнаруживаются на ней в первую очередь.
Для определения координат атомов тяжелых мелаллов в элементарной ячейке белкового кристалла используется синтез Паттерсона, коэффициентами которого служат квадраты разностей ilf 13М Fiiki0» а также различные модификации этих разностей1. По комплексу векторов, соответствующих расстояниям между тяжелыми атомами в элементарной ячейке, легко могут быть определены координаты этих атомов при условии, что каждая' молекула присоединяет лишь небольшое их число.
1 Проблеме эффективного определения координат тяжелых атомов в кристаллах белка посвящено очень много работ, обзор которых имеется в статье см г также [52, 54].
70
Рис. 14. Данные, полученные на основе анализа распределения электронной плотности в белках
а — конфигурация аминокислотных остатков вблизи гемогруппы миоглобина; б — конфигурация цепи лизоцима (цифры на схеме — номера аминокислотных остатков)
Рентгеноструктурный анализ с расчетом функции распределения электронной плотности был проведен лишь для некоторых белков. Изучение структуры кристаллизующихся вирусов в силу сложности их строения ограничилось лншь определением собственной симметрии их молекул.
Впервые распределение электронной плотности в белковой молекуле удалось наблюдать на примере миоглобина [43]. Первоначально функция электронной плотности многлобнна была рассчитана при слабом разрешении б А. В расчете учитывались структурные амплитуды всего лишь 400 отражений. Однако эта функция уже позволила определить общий характер свертывания полипептидной цепи в миоглобине, т. е. его третичную структуру. В 1958 г. это было крупнейшим научным достижением. Как оказалось, все прежние теории строения белка, в которых белковая глобула представлялась как совокупность связанных коротких параллельных а-спиральных сегментов, оказались несостоятельными. Было показано, что полипептидная цепь в белковой молекуле может изгибаться весьма сложным образом, обеспечивая образование очень компактной глобулы.
К настоящему времени распределение электронной плотности с разрешением 5—б А рассчитано и для других белков [45,55—58].
Сравнительные данные, полученные для различных гемоглобинов, послужили основой для многих очень важных выводов. Удалось, например, показать, что изменение функциональных свойств гемоглобина, наблюдаемое при переходе из обычной окси- в так называемую восстановленную форму, является следствием увеличения расстояния между его Р-субъеднницами при неизменности их третичной структуры [56].
Весьма интересным оказалось то обстоятельство, что, несмотря на существенную разницу в химическом строении, третичная структура а- и (3-субъединиц гемоглобина и глобулы миоглобина практически одинакова [45].
Распределение электронной плотности с разрешением 5—б А в лизоциме [57] и химотрипснногене [58] интерпретировать сразу ие удалось. Эти белки содержат мало а-спиралей и поэтому в распределении их электронной плотности нет заметных сгустков, легко выявляемых при малом разрешении.
Предыдущая << 1 .. 9 10 11 12 13 14 < 15 > 16 17 18 19 20 21 .. 133 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed