Молекулярная биология. Структура и функция белков - Степанов В.М.
ISBN 5-06-002573-Х
Скачать (прямая ссылка):
Адёнилаткиназа' 54 12 19 15
Инсулин 51 24 12 13
Лактатдегидрогеназа 45 24 6 25
Лизоцим 4 41 16 23 20
Цитохром с 39 0 24 ' 37
Карбоксипептидаза А 37 15 26 22
Термолйзин 36 22 18 24
Субтилизин BPN 31 10 22 37
Ингибитор трипсина 28 33 3 36
Продолжение табл. 5-1
* * ' \ • \;
Белок Содержание аминокислот, %
а-спираль /2-структура ¦ .1 . V ' 1 ^ •
,» » ; , » i Д-изгиб. нерегуляр
.» * j . . ные участки
Папаин ОО * 1 '*ii • 1 ¦ * • 41
14 ¦. , • 1
17
Нуклеаза 24 15 , 18 * 43
Рибонуклеаза А 23 40 13 м. 24
о-Химотрипсин 9 34 34 ..23
1 и
Эластаза 7 52 ' 26 . 15
Конканавалин 2 51 9 и 38
« * г 1 > • • 1. 1 . *
Относительное содержание вторичных структур различного типа,в белках меняется в очень широких пределах (табл. 5.1), причем ^оля нерегулярных структур подчас оказывается весьма значительной >
. . v • '
5.7. ОБ УСТОЙЧИВОСТИ ВТОРИЧНОЙ СТРУКТУРЫ
Оценивая факторы, которые определяют'стабильность вторичной структуры, следует учитывать, что сферические ограничения; делающие благоприятными не любые, а'только определённые наборы двугранных углов фм ф, отнюдь не запрещают иных сочетаний. В то же время система водородных связей, типичная для элементов вторичной структуры, в воде достаточно уязвима, поскольку и группы NH, и карбонильные группировки могут взаимодействовать не только между собой, но и с молекулами воды, что'приводит‘к дестабилизации структуры. К тому же в глобулярных белках протяженность участков вторичной структуры ограничена, а кооперативность в рамках отдельного ее элемента невысока.
Таким образом, взятые сами по себе, в отдельности от компактной белковой глобулы, элементы вторичной структуры не должны обладать значительной стабильностью. Это подтверждает ряд экспериментов, в которых наблюдали за структурообразованйем сравнительно коротких пептидов, воспроизводивших последовательность^ аминокислот в о-спиральны* участках белка. Обнаружено, что такие пептиды, в Частности фрагменты глобинов или ¦ спиральный участок миогемэрит-рина, в водных растворах содержат лишь флуктуирующие зародышевые о-спирали, причем равновесие, как правилб, смещено в сторону
развернутых структур, Устойчивость а-спиралей заметно возрастает при понижении полярности среды путем добавления органических растворителей. Например, фрагмент 69—87 миогемэритрина, полностью спирализованный в белке, в смеси вода — трифторэтанол содержал около 50% о-спирали, причем спирализованной оказывалась преимущественно С-концевая половина пептида, тогда как в воде наблюдалось лишь временное образование отдельных оборотов пептидной цепи, быстро распадавшихся. Отмечалось также образование /2-изгибов в водных растворах коротких пептидов.
Следовательно, элементы вторичной структуры приобретают устойчивость только после их объединения в компактную белковую глобулу, поскольку в последней рззко повышается кооперативность системы нековалентных взаимодействий, а значительная часть структуры оказывается погруженной в среду с полярностью гораздо меньшей, чем у воды. Наконец, немаловажно, что в компактной структуре значительная часть внутримолекулярных водородных связей скрыта от воздействия воды и вероятность их разрыва гораздо меньше.
! Итак, вторичная структура как устойчивое образование существует только в рамках компактной белковой глобулы. - Однако флуктуирующие мерцающие элементы вторичной структуры, которые могут возникать уже, на коротких участках пептидной цепи, очень важны как предпосылка формирования пространственной структуры, по-видимому, начинающегося со взаимодействия, "схлопывания" соседних а-спиралей, /2-изгибов, а затем и элементов /2-структуры. Такие ассоци-аты, еще недостаточно стабильные, могут служить зародышами возникновения компактной структуры, единицами ее свертывания.
5.8. О СООТНОШЕНИИ МЕЖДУ ПЕРВИЧНОЙ И ВТОРИЧНОЙ СТРУКТУРАМИ
Как уже говорилось, при описании вторичной структуры пренебрегают боковыми радикалами аминокислот и ролью дальних взаимодействий Однако по мере уточнения картины эти факторы необходимо учитывать: так, уже переход от глицина к аминокислоте с простейшей боковой цепью — аланину — резко сужает выбор возможных конформаций, еще резче уменьшается он для пептидных связей, включающих иминный азот пролина. Более тонкий учет влияния индивидуальных особенностей аминокислот выявляет некоторые предпочтения в образовании той или иной вторичной структуры.
