ДОМЕННАЯ СТРУКТУРА БЕЛКА

ОПРЕДЕЛЕННОЙ СТРУКТУРНОЙ АВТОНОМИЕЙ.

ДОМЕНЫ – ПОДУРОВЕНЬ СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ БЕЛКА НА ПУТИ

ОТ ВТОРИЧНОЙ К ТРЕТИЧНОЙ СТРУКТУРЕ.

И ДР.
Домены в структуре протеолитического фермента папайи - папаина. Прерывистыми

линиями намечено направление впадины между двумя доменами, в которой связывается субстрат и размещен каталитический центр. Дисульфидные связи заштрихованы

один присоединяет FAD, другой - NADP, третий образует поверхность раздела.

Субстрат глутатион помещается между субъединицами. Активный центр образован 4 доменами.

(остатки 66-144) - обеспечивает связывание протромбина с фосфолипидом. Зачернены дисульфидные

связи.

ЦЕПЬЮ

ОБЛАСТЬ, ОБЪЕДИНЯЮЩАЯ ДОМЕНЫ – ЯДРО (НУКЛЕАЦИЯ)

укладки полипептидной цепи в определенном объеме.

пространственном изображении.
Б – структура в виде объемной модели.
В

– третичная структура молекулы.
Г – сочетание вариантов А и В.
Д – упрощенное изображение третичной структуры.
Е – третичная структура с дисульфидными мостиками.

неполярными (гидрофобными) R-группами;
Ван-дер-ваальсовы взаимодействия ;
дисульфидные связи между радикалами двух молекул

цистеина. В ряде белков они могут вообще отсутствовать.

СИЛЫ, СТАБИЛИЗИРУЮЩИЕ ТРЕТИЧНУЮ СТРУКТУРУ

Б - между ионизированной СООН-группой и ОН-группой тирозина;
В -

между ОН-группой серина и пептидной связью.

ЭНТРОПИИ.
ОБРАЗОВАНИЕ СВЯЗЕЙ →ЭНТАЛЬПИЯ СНИЖАЕТСЯ
РАЗРЫВ СВЯЗЕЙ →ЭНТАЛЬПИЯ ПОВЫШАЕТСЯ.
СВОБОДНАЯ

ЭНЕРГИЯ ГИББСА
ΔG = ΔH - TΔS

происходит, т к одновременно утрачиваются водородные связи «полипептидная цепь –

вода».
При свертывании глобулы убывает энтропия пептидной цепи, но одновременно происходит возрастание энтропии растворителя - воды, что играет решающую роль в стабилизации третичной структуры белка.

САМОПРОИЗВОЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ ΔG

В СЛАБОПОЛЯРНОМ РАСТВОРИТЕЛЕ И ВОДЕ
ГИДРОФОБНЫЕ АМИНОКИСЛОТЫ: ТРИ, ИЛЕ, ТИР, ФЕН,

ПРО, ЛЕЙ, ВАЛ, ЛИЗ, ГИС
ГИДРОФИЛЬНЫЕ АМИНОКИСЛОТЫ: АЛА, АРГ, ЦИС, ГЛУ, АСП, ТРЕ, СЕР, ГЛИ, АСН, ГЛН

ГИПОТЕЗА ОБ ОПРЕДЕЛЯЮЩЕЙ РОЛИ ГИДРОФОБНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ ДОКАЗАНА В 1944.

остатков в ядре и отношение полярных остатков к неполярным, можно

предсказать форму глобулы.
Отношение числа полярных остатков к неполярным – bs.
Радиус глобулы – r0
Толщина полярных остатков, покрывающих глобулу, – d

образованию надмолекулярных структур.
ЧЕТВЕРТИЧНАЯ СТРУКТУРА БЕЛКА

ФУНКЦИЯ
ОБЪЕДИНЕНИЕ НЕСКОЛЬКИХ ВЗАИМОСВЯЗАННЫХ ФУНКЦИЙ В ЕДИНОЙ СТРУКТУРЕ

определяет пространственную структуру белка  —  т.е. белок способен к самоорганизации.

пространственных структур, сворачивание каждого белка приводит к образованию
единственной нативной

конформации.

– порядка 10100 возможных конформаций.
Переход из одной конформации в другую

– 10 –13 с.
Тогда время перебора конформаций – 1080 лет (время жизни нашей Вселенной 1010 лет).

стабильная из всех существующих структур цепи: белковая цепь попадает в

нее при разных кинетических процессах [и при сворачивании на рибосоме в процессе биосинтеза, и после секреции сквозь мембрану, и при сворачивании в пробирке (ренатурации), - чем бы и как бы она ни была в этой пробирке развернута].
С другой стороны, нет никаких гарантий, что эта структура - самая стабильная из всех возможных: у белковой цепи просто нет времени на то, чтобы убедиться в этом!

ПАРАДОКС С.ЛЕВИНТАЛЯ

термодинамикой, а кинетикой, т.е. она соответствует не глобальному, а просто

быстро достижимому минимуму свободной энергии цепи.

для образования более сложных архитектурных мотивов (за десятую долю микросекунды

альфа-спираль охватывает пептид из 20-30 остатков).
Движущая сила – образование водородных связей.

сочетания нескольких α-спиралей, нескольких β-цепей либо смешанные ассоциаты данных элементов

(тоже очень быстрая стадия)
Движущая сила – гидрофобные взаимодействия

α-спиралей, β-тяжей, соединяющих петель и образование гидрофобного ядра молекулы). Движущая

сила – гидрофобные взаимодействия.

Для образования нативной структуры белка необходимо, чтобы часть связей, образованных

остатками пролина, изомеризовались в цис-конформацию. Эта реакция, приводящая к повороту цепи на 180° вокруг C-N связи, идет чрезвычайно медленно. In vivo она ускоряется благодаря действию специального фермента –
пептидил-пролил-цис/транс-изомеразы.

дисульфидных связей. Он локализуется в просвете эндоплазматического ретикулума и способствует

сворачиванию секретируемых клетками белков, содержащих дисульфидные мостики (например, инсулин, рибонуклеаза, иммуноглобулины)

сопровождающая молодую девушку на балы и пр., наставник, сопровождающий группу

молодежи.

связывает гидрофобные участки «стенок» центрального канала молекулы шаперонина. Это взаимодействие

стимулирует присоединение АТФ, в результате которого структура шаперонина меняется (гидрофобные участки «стенок» экранируются), и белок освобождается, переходя в центральный канал (2). Спонтанное сворачивание будет продолжаться до тех пор, пока не произойдет гидролиз АТФ и переход шаперонина в состояние, способное связывать частично развернутый белок (3). Стадии 1, 3, 5 различаются количеством «развернутых» участков структуры белка, взаимодействующих со «стенками» центрального канала. Стадия 7:- нативный белок, не способный связываться с шаперонином, выходит наружу.