Методы установки третичной структуры

Лекция №5

Третичная структура белковых молекул.

Установлено, что большинство белков имеют в нативном состоянии очень компактную форму молекулы, например сыворогточный альбумин (584 аминокислотных остатка). Если рассчитать эту молекулы, то в β-структуре длин 200 нм и толщина 0,5. Если бы она была свернута в виде α-спирали в длину 90 нм. На самом деле, максимальный размер молекулы составляет примерно 13 нм, а диаметр 3 нм. Третичная структура – это расположение α-спирали в пространстве. Вторым доказательством наличия третичной структуры являются рассуждения о денатурации белков.

Денатурация – действие на белки агрессивных сред (температура, соли минеральных кислот). Процесс денатурации: скрученная в виде глобуле полипептидная цепь по действием реагентов разрыхляется. После того, как молекула становится совершено рыхлой, она переходит в неструктурированное состояние. Причем полярные, заряженные группы оказываются снаружи этой молекулы, молекулы начинают взаимодействовать друг с другом и слипаются. Принимают еще большие агрегаты и выпадают в осадок. При денатурации происходит нарушение только третичной структуры, вторичная и первичная структуры остаются, поэтому при снятии действия возможно восстановление.

Третичная структура – это та структура белковой молекулы, которая отвечает за биологическую активность данного белка. Для каждой белковой молекулы третичная структура – это уникальная структура для каждого белка, она образуется в результате термодинамических закономерностей. Свертывается при реализации своих нативных свойств единственным способом для данной молекулы.

Первый успех был достигнут при исследовании миоглобина кашалотов. На основании РСА Джон Кендрю в 1957 г. В Кембридже на основании заключения РСА:

1. Молекула миоглобина настолько компактна, что внутри нее может уместиться всего 4 молекулы воды.

2. Все полярные радикалы за исключением двух расположены во внешней поверхности молекулы в гидратированном состоянии.

3. Большая часть гидрофобных радикалов расположена внутри молекулы, т.о. защищена от воды.

4. Каждый из 4-х остатков пролина находится в месте изгиба полипептидной цепи, в других местах изгиба находятся остатки тиамина, серина и аспарагиновой кислоты.

5. Все пептидные связи имеют плоскую транс-конфигурацию.

6. Плоская гемо-группа (небелковый компонет) лежит в полости молекулы.

7. Миоглобин, выделенный из разных видов, имеет сходную конфигурацию.

8. Глобулярные белки разных видов имеют различную структуру.

Методом РСА в настоящее время исследовано уже несколько десятков разных белков, в том числе разные гемоглобины, цитохром С и многие другие.

Дата добавления: 2014-01-07