Мир науки

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

Загрузка...

Первое и главное утверждение о процессе укладки полипептидной цепи в нативную глобулу заключается в том

, что пространственная структура нативного белка и пути ее формирования полностью определяются аминокислотной последовательностью, и только аминокислотной последовательностью.

Процесс укладки белка в нативную структуру? это поиск конформации, которая соответствует минимуму свободной энергии для данной последовательности аминокислот, и, соответственно, является стабильной. Определенное представление о своеобразном? Энергетический ландшафт?, Что соответствует общему набору разнообразных конформаций аминокислотного цепи, дает рис. 8.33 (понятно, что в действительности количество конформационных координат значительно больше двух? Конформационный пространство является многомерным).

Нативная структура глобулярного белка всегда отделена от других конформаций особенно глубоким минимумом? находится в энергетической яме (рис. 8.33). Наличие такой ямы, которая соответствует стабильному плотно упакованном гидрофобной ядру (см. раздел 2), обеспечивает надежность функционирования белка: тепловые флуктуации не способны вывести структуру с такой ямы.

Огромное количество конформаций, в принципе доступных полипептидной цепи, поставила проблему, известную как парадокс Левинталя (Cyrus Levinthal). Если каждый аминокислотный остаток имеет ~ 10 конформаций, цепь из 100 остатков? 10100 конформации. По самой низкой оценкой переключения одной конформации происходит ~ 10? 13 с, то есть, чтобы перебрать все конформации нужно минимум 1080, что значительно превышает возраст Вселенной. Аналогия конформационной пространства с ландшафтом (рис. 8.33) сразу дает решение этого парадокса: река не берет весь ландшафт, она просто течет одним или несколькими альтернативными низким руслами, впадая в конце концов в низкую яму. Так же и для полипептидной цепи существуют определенные? Выделены? пути укладки, соответствующих иерархии структуры белка (см. главу 2).

Сначала за счет локальных взаимодействий образуются элементы вторичной структуры с гидрофобными поверхностями. Время благодаря гидрофобных взаимодействий они? Слипаются? между собой, образуя расплавленную глобулу. Этот процесс происходит достаточно быстро? за несколько микросекунд. На втором этапе, который требует значительно большего времени (несколько секунд или даже минут), реализуется плотная упаковка глобулы за счет вандерваальсовы взаимодействий с образованием твердой нативной молекулы, что соответствует глобальному минимуму свободной энергии.

Конформация цепи меняется, направляясь через локальные минимумы энергии, которые отделены друг от друга невысокими барьерами. Барьеры легко преодолеваются за счет тепловых флуктуаций, и цепь наконец оказывается в глубоком глобальном минимуме. Но на таком пути возможны энергетические ловушки (рис. 8.34)? достаточно глубокие минимумы, из которых невозможно выбраться за разумное время, поскольку глубина такой локальной ямы превышает энергию тепловых флуктуаций.



Загрузка...
Загрузка...
Яндекс.Метрика
Биология      Физика      Химия      Экономика     География
Микробиология      Теоретическая механика     География Белоруссии    География Украины    География Молдавии
Растительность мира      Электротехника    География Грузии    География Армении    География Азербайджана
География Казахстана    География Узбекистана    География Киргизии    География Туркменистана    Природоведение
География Таджикистана    География Эстонии