Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_2 (1123310), страница 116
Текст из файла (страница 116)
М., Вези!ЛоЦ~ 1Г. Б. ОепеИс Ие0и!аИопт ТЬе 1.ас Соп!го! !7е8!оп, Бстепсе, !67, 27 — 35, !975. Гогде! В. ТЬе Мо1еси!аг Вать о! ТЬа!амепиа, СгИ. Иеч. В1осЬет., 2. 311 — 342, 1974. бте!Гег М. Е. ОНА ИеиИсаИоп, Аппп. Иеч. В!ссЬетп., 44, 45 — 76, !975. бгомтаи Е., Втаии А., Ре!дуегд Я., Маб!ег Е ЕпхутпаИс Еерз!г о1 ОНА, Аппп. Иеч. ВюсЬсгп., 44, 19 — 43, 1975. 1094 !г!, лгптзгивтизв Нове!Ьогл К., Ко!Ьтал-У!влез 5. В. Рго!егп булав!в, Аппо. Ксв Вюс!вш., 42, 397 — 438, 1973. УасоЬ р., Молог! У. Селе!!с Кеби!а!огу МесЬап1впв !п Иге Зуп!!гев!в о! Рго!егпв, У. Мо!.
В!о!., 3, 3!8 — 356, 1961. .КЬогала Н. О. Ро!упис!ео!н1е 5уп!Ьез!в апд !Ье СепеВс Соде, Нагчеу Сесе., 62, 79 †!05, !966 †!967. КЬогапа Н. О., Ауагаыа! К. У... Веятзг Р., ВйсМ Н., Сапйбегв М. Н., Саябйол Р. У., Рг!г!Ь!и М., Уау В., К!ерре К., К1ере К., Китае А., Ьоевел Р. С.„МИ!ег К. С., МшатоГо К., Рале! А., КауВЬалдагу УУ. У., Катаглоог!Ьу В., ВеИуа Т., Тауеуа Т., оал де Наиде У. Н. То1а! 5упбЬевв о1 !Ье 5!гис!ига! Сгепе !ог ГЬе Ргесигвог о1 а Туговпе 5ирргсззог Тгапз!сг К!тА !гош ЕзсЬегс!иа со1!.
У. Вю!. С!гсш, 251, 565 — 694, !976. К!т Я. Р., Яадда!Ь Р. У., 4!и!у!еу С. У., МсР!итвол А., Виязтал У. У, ГУУалуА. Н. У., Веетап УС С., К!сЬ А. ТЬгее Р1шепз!опа1 Тегбагу 5!гас!иге о! Усев! РЬепу!а!а. шпе ТгапЫег КХЛ, 5с1епсе, 185, 435 — 440. 1974. Коглуегу А. Асйче Сеп!ег о1 17ЫА Ро1угпегаве, 5сгепсе, !63, !410 — 1418, 1969. КоглЬегу Т., Коглуегб А. Бас1егга! !7!4Л Ро!угпегазев, рр. 119 — 144, гп: Р. !7. Воуег, ед., ТЬе Епзугпев, Зд ед., то!.
Х, 1974. УлЬлшл У, К. 17!4Л $лааве: 5!гис1ше, МесЬапгвп апд ГиисКоп, 5вепсе, 186, 790— 797, 1974. У.од!зЬ Н. Р, Тгапз!аБопа! Соп!го1 о1 Рго1е!п 5уп!Ьевв, Аппи. Кеч. В1осЬепг., 4а, 39 — 65, 1976. Сов!су К. 1п тКго Тгапвсг! рБоп, Лили. Кет. В|осЬеш., 41, 409 — 446, 1972. Мадел В. В. Н. ТЬе 5!гас!иге апд Гоггпа1юп о! РВЬовогпев !п Апйпа! Се!!з, Ргоб. ВюрЬуз. Мо!. Вю!., 22, 127 — 177, 1971, На!Ьалв УГ., Япй!Ь Н.
О. Кешпсйоп Епдопис1еввсз !п !Ье Апа1увз апд Ксйгис!иг!пб о1 17!4А Мо!еси1ев, Аппп. Кев В1осЬегп., 44, 273 — 293, 1975. №гелЬегу М. Рго1еш 8уп!Ьевгв апд !Ье КЫА Соде, Нагтеу Ьес!., 59, 155 — 185, 1963 — 1964. Рез!Ьа Я. 1пЬ!ЬИогв о! К!Ьовоше Гипс!1опв, Аппи. Кет. ВюсЬсгп., 40, 697 — 710, 1971. Кйсу А.. Ка!ВЬалдагу УУ. В. Тгапв!ег КЬ!А: Мо!еси!аг 5!гис!иге, 5ег!иепсе апд РгорегИез. Лппи. Кем. В!осЬегп., 45, 805-860, 1976. Всбеупгал К., руеглег А., КоглЬегу А, Ии!!!епьугпе Вуз!егпз о1 РЫА Кер!ка!юп, 5с!епсе, 186, 987 — 993, 1974. ; 6!ге!язуасЬ А. Еи1гагуоБс !!ЫА Ро!угпегавез, Лппи.
Кеч, Б!осЬвп.. 46. 25 — 47, 1977. бгегвяЬасЬ Н., ОсИоа В. 5о!иЫе Гас!огз Кег!и!гед 1ог Еи1гагуоБс Рггдеш 5уп!Ьевв, Аппо, Кеи. ВюсЬеш., 45, 191 — 216, 1976, УалоУяуу С. Сгепе 5!сии!иге апд Рго1е!п 5!гис!иге, Нагтеу Ьес!., 61, !45 — 168, 1965. -1966 См. также литературу к гл. 7 и 27. Глава 27 ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МЕТАБОЛИЗМА. !! $ Генетические вариации структуры белков. Эволюция белков. Наследственные нарушения метаболизма Аминокислотная последователвность белков, ответственных за определенную биологическую функцию, практически одинакова для всех видов. Так, гемоглобин, цитохром с, инсулин, фнбриноген, сывороточный альбумпн и т.
д. имеют характерные последовательности, которые уникальны для датяного вида. Постоянство аминокислотной последонательности индивидуальных белков у каждого вида обусловлено высокой степенью точности репликацни и транскрипции ДНК и трансляции нуклеотидной последовательности в ампнокислатную последовательность белка (гл.
25 и 26). Различие аминокислотных последовательностей данного белка у различных видов отражает биологическую эволюцию, тэк как геном является результатом накопления мутаций, которые дали виду специфические преимущества в коде эволюции. Таким образом, сравнение аминокислотных последовательностей белков с одинаковой или сходной функцией из различных аидов дает возможность рассмотреть молекулярные события, происходившие в ходе эволюции.
Однако было бы преувеличением утверждать, что аминокислотная последовательность определенного белка всегда идентична у каждой особи данного вида; у.некоторого процента особей (иногда малого, иногда большого) популяции определенный белок может вметь небольшое, на заметное отличие амицокислотной последовательности. Такой полиморфизм амниакислотной последовательности является отражением непрерывно происходящих мутаппй генома данного вида и является настолько же важным для эволюции живого, как и кажущееся постоянство генома данного вида.
Таким образом, сопоставление различий аминокислатных последовательностей структурных вариантов определенного белка в пределах одного вида отражает тип мутаций, которые постоянно возникают в ходе эволюции вида. Если структурные варианты обеспечивают специфические преимушества цри размножении вида, то мутантный геном со временем мажет стать нормальным для данного вида.
Большая часть мутаций структурных генов ме дает ! Оэб ц ь и е та в о:шзм селекционных преимуществ для вида и .не распространяется в популяции. Более того, некоторые мутации структурных генов приводят к нарушению функции белка и являются причиной наследственных болезней. В этой главе мы остановимся на некоторых аспектах генетически обус,чавленных изменений структуры белка.
Во-первых, будут рассмотрен)ы имеюшиеся данные о структурно-функциональных отношениях для ~некоторых белков, основанные на сравнении аминокнслотных последовательностей определенного белка у ряда видов или вариантов его в пределах вида. В самом деле, природа провела для биохимиков элегантную серию экспериментов, дав широкий набор изменений последовательности белка, что позволяет углубиться в структурные основы биологического функционирования белка. Аналогичные эксперименты могут быть проведены и в лаборатории путем химической модификации белков, но они дают гораздо меньшую и менее определенную информацию по сравнению с тем, что получено при сопоставлении постоянства и вариабельности аминокислотной последовательности белка в ходе эволюцви.
Во-вторых, мы рассмотрим те аспекты биохимической эволюции, которые могут быть основаны на сравнении аминокислотных последовательностей белков. На основе такого сопоставления и современных сведений о молекулярной генетике можно с определенной уверенностью предсказать тип изменения генома (ДНК), который привел в ходе эволюции к измененной структуре н модифицированной функции белка. Более того, сопоставление амияоагислотных последовательностей позволяет понять некоторые основ,ные концепции дарвиновской эволюции, включая естественный отбор,популяционные изменения и значение выживаемости генетически обусловленных вариантов белка.
Наконец, будут рассмотрены генетически обусловленные различия структуры и функций;различных белков с точки зрения аномалий метаболизма человека. 27.1. Замегцение аминокислот и функции белка Генетические различия структуры белков могут дать ценную информацию о роли отдельных аминокислотных остатков в функционирозанив специфических ферментов и других белков. Наиболее наглядным примером является сопоставление структуры и функций гемоглобина человека.
В настояшее время известно более 300 вариантов человеческого гемоглобина. Многие из ннх обладают измененными функциональными свойствамн. Как описано в гл. 31, корреляция структуры и функций нормального и аномальных гемоглобинов дала основу для широкого обсуждения структурных основ функционирования гемоглобина. ТТ ГЕ!П.ТПЧ! СКНЕ АСПЕКТЫ А!ЕТАБОЛПЗА!А. П! ! 097 Интерпретация этих различий как результата амннокислотных замен основана на современных знаниях о структуре и функциях белков. Остатки на амино- и карбоксильном концах некоторых белков могут быть совершенно несущественны для их функций.
Химические воздействия, которые изменяют определенные аминокислотные остатки, могут не влиять в заметной степени па функцию некоторых белков, например, превращение многих или всех лнзпновых остатков в гомоарттгннпювые при действии О-метилизомочевииы пе меняют ферментативную активность цитохрома с, рибонуклеазы, лизоцима, папан~на и т. д. Аналогичным образом другие амннокислотные остатки белка мо!.ут быть ацнлированы, окпслепы нли изменены другими способамибеззаметноговлияяия на фрикции. В отличие от этого есть аминокислогные остатки,вферменгах, определявшие их функции, как это показано для определенных остатков, входящих в активные центры ферментов с помощью различного типа ингибиторов.