Белки. Их строение, функции, свойства

Íåðåäêî, îñîáåííî â êðóïíûõ áåëêàõ, ñâîðà÷èâàíèå ïîëèïåïòèäíîé öåïè ïðîõîäèò ÷åðåç ôîðìèðîâàíèå îòäåëüíûìè ó÷àñòêàìè öåïè áîëåå èëè ìåíåå àâòîíîìíûõ ýëåìåíòîâ ïðîñòðàíñòâåííîé ñòðóêòóðû — äîìåíîâ, êîòîðûå ìîãóò îáëàäàòü ôóíêöèîíàëüíîé àâòîíîìèåé, áóäó÷è îòâåòñòâåííûìè çà òó èëè èíóþ áèîëîãè÷åñêóþ àêòèâíîñòü áåëêà. Òàê, N-êîíöåâûå äîìåíû áåëêîâ ñèñòåìû ñâåðòûâàíèÿ êðîâè îáåñïå÷èâàþò èõ ïðèñîåäèíåíèå ê êëåòî÷íîé ìåìáðàíå.

Ñóùåñòâóåò ìíîãî áåëêîâ, ìîëåêóëû êîòîðûõ ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé àíñàìáëü èç ãëîáóë (ñóáúåäèíèö), óäåðæèâàåìûõ âìåñòå çà ñ÷åò ãèäðîôîáíûõ âçàèìîäåéñòâèé, âîäîðîäíûõ èëè èîííûõ ñâÿçåé. Òàêèå êîìïëåêñû íàçûâàþò îëèãîìåðíûìè, ìóëüòèìåðíûìè èëè ñóáúåäèíè÷íûìè áåëêàìè. Óêëàäêó ñóáúåäèíèö â ôóíêöèîíàëüíî àêòèâíîì áåëêîâîì êîìïëåêñå íàçûâàþò ÷åòâåðòè÷íîé ñòðóêòóðîé áåëêà. Íåêîòîðûå áåëêè ñïîñîáíû îáðàçîâûâàòü ñòðóêòóðû áîëåå âûñîêèõ ïîðÿäêîâ, íàïðèìåð, ïîëèôåðìåíòíûå êîìïëåêñû, ïðîòÿæåííûå ñòðóêòóðû (áåëêè îáîëî÷åê áàêòåðèîôàãîâ), íàäìîëåêóëÿðíûå êîìïëåêñû, ôóíêöèîíèðóþùèå êàê åäèíîå öåëîå (íàïðèìåð, ðèáîñîìû èëè êîìïîíåíòû äûõàòåëüíîé öåïè ìèòîõîíäðèé). ×åòâåðòè÷íàÿ ñòðóêòóðà ïîçâîëÿåò ñîçäàòü ìîëåêóëû íåîáû÷íîé ãåîìåòðèè. Òàê, ó ôåððèòèíà, îáðàçîâàííîãî 24 ñóáúåäèíèöàìè, èìååòñÿ âíóòðåííÿÿ ïîëîñòü, áëàãîäàðÿ êîòîðîé áåëêó óäàåòñÿ ñâÿçàòü äî 3000 èîíîâ æåëåçà. Êðîìå òîãî, ÷åòâåðòè÷íàÿ ñòðóêòóðà ïîçâîëÿåò â îäíîé ìîëåêóëå âûïîëíÿòü íåñêîëüêî ðàçëè÷íûõ ôóíêöèé.  òðèïòîôàíñèíòåòàçå ñîâìåùåíû ôåðìåíòû, îòâåòñòâåííûå çà íåñêîëüêî ïîñëåäîâàòåëüíûõ ñòàäèé ñèíòåçà àìèíîêèñëîòû òðèïòîôàíà.

Ìåòîäû èññëåäîâàíèÿ ñòðóêòóðû áåëêîâ

Ïåðâè÷íàÿ ñòðóêòóðà áåëêîâ îïðåäåëÿåò âñå îñòàëüíûå óðîâíè îðãàíèçàöèè áåëêîâîé ìîëåêóëû. Ïîýòîìó ïðè èçó÷åíèè áèîëîãè÷åñêîé ôóíêöèè ðàçëè÷íûõ áåëêîâ âàæíî çíàíèå ýòîé ñòðóêòóðû. Ïåðâûì áåëêîì, äëÿ êîòîðîãî áûëà óñòàíîâëåíà àìèíîêèñëîòíàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü, áûë ãîðìîí ïîäæåëóäî÷íîé æåëåçû — èíñóëèí. Ýòà ðàáîòà, ïîòðåáîâàâøàÿ 11 ëåò, áûëà âûïîëíåíà àíãëèéñêèì áèîõèìèêîì Ô. Ñåíãåðîì (1954). Îí îïðåäåëèë ðàñïîëîæåíèå 51 àìèíîêèñëîòû â ìîëåêóëå ãîðìîíà è ïîêàçàë, ÷òî îíà ñîñòîèò èç 2-õ öåïåé, ñîåäèíåííûõ äèñóëüôèäíûìè ñâÿçÿìè. Ïîçæå áîëüøàÿ ÷àñòü ðàáîò ïî óñòàíîâëåíèþ ïåðâè÷íîé ñòðóêòóðû áåëêîâ áûëà àâòîìàòèçèðîâàíà. Ñ ðàçâèòèåì ìåòîäîâ ãåíåòè÷åñêîé èíæåíåðèèïîÿâèëàñü âîçìîæíîñòü åùå áîëåå óñêîðèòü ýòîò ïðîöåññ, îïðåäåëÿÿ ïåðâè÷íóþ ñòðóêòóðó áåëêîâ â ñîîòâåòñòâèè ñ ðåçóëüòàòàìè àíàëèçà íóêëåîòèäíîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè â ãåíàõ, êîäèðóþùèõ ýòè áåëêè. Âòîðè÷íóþ è òðåòè÷íóþ ñòðóêòóðó áåëêîâ èññëåäóþò ñ ïîìîùüþ äîñòàòî÷íî ñëîæíûõ ôèçè÷åñêèõ ìåòîäîâ, íàïðèìåð, êðóãîâîãî äèõðîèçìà èëè ðåíòãåíîñòðóêòóðíîãî àíàëèçà áåëêîâûõ êðèñòàëëîâ. Òðåòè÷íàÿ ñòðóêòóðà áûëà âïåðâûå óñòàíîâëåíà àíãëèéñêèì áèîõèìèêîì Äæ. Ê. Êåíäðþ (1957) äëÿ áåëêà ìûøö — ìèîãëîáèíà.

Äåíàòóðàöèÿ áåëêîâ

Ñðàâíèòåëüíî ñëàáûå ñâÿçè, îòâåòñòâåííûå çà ñòàáèëèçàöèþ âòîðè÷íîé, òðåòè÷íîé è ÷åòâåðòè÷íîé ñòðóêòóð áåëêà, ëåãêî ðàçðóøàþòñÿ, ÷òî ñîïðîâîæäàåòñÿ ïîòåðåé åãî áèîëîãè÷åñêîé àêòèâíîñòè. Ðàçðóøåíèå èñõîäíîé (íàòèâíîé) ñòðóêòóðû áåëêà, íàçûâàåìîå äåíàòóðàöèåé, ïðîèñõîäèò â ïðèñóòñòâèè êèñëîò è îñíîâàíèé, ïðè íàãðåâàíèè, èçìåíåíèè èîííîé ñèëû è äðóãèõ âîçäåéñòâèÿõ. Êàê ïðàâèëî, äåíàòóðèðîâàííûå áåëêè ïëîõî èëè ñîâñåì íå ðàñòâîðÿþòñÿ â âîäå. Ïðè íåïðîäîëæèòåëüíîì äåéñòâèè è áûñòðîì óñòðàíåíèè äåíàòóðèðóþùèõ ôàêòîðîâ âîçìîæíà ðåíàòóðàöèÿ áåëêà ñ ïîëíûì èëè ÷àñòè÷íûì âîññòàíîâëåíèåì èñõîäíîé ñòðóêòóðû è áèîëîãè÷åñêèõ ñâîéñòâ.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6