Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_1 (1123313), страница 64
Текст из файла (страница 64)
Все связующие последовательности закручены вправо. ар-Бочонок обнаружен во многих ферментах, причем участок связывания кофактора или субстрата часто находится в кармане, расположенном у одного из концов бочонка. Обратите внимание, что элементы со сходным характером укладки полицецтидной цепи считают одинаковыми мотивами, даже если вхолящие в их состав а-спирали и В-слои имеют разную протяженность.
Белковые мотивы — основа классификации белковых структур 9 Архитектура белка — третичная струнтура больше глвбулярных белков, 1Ч. Струнтурная клзссификзнм белков. Как вы могли заметить, изучение цхтичной структуры белка несколько знхишкях если принять во внимание наличие во ииицц белках характерных элементов (ш зс1р:хор). Развивая такой подход к анализу белков, 3 з. ю .
организовали содержимое баз данных о йзювых структурах в соответствии с иерархи хтюми уровнями организации белков. База,ю.шш ЯСОР (5Гтис~ита! С!пзяЯсайоп о/ Ртоте(лв),,~: держащая информацию о структурной х.ииа: фикации белков, является примером этого хрзлне важного направления в биохимии.
Для саж ш высокого уровня классификации база;;:.ииец ЯСОР (йм)х//асор шгс-)пйьсаш.ас.цк/асор/) ао пользует уже широко известную схему. в «хивстствии с которой все белковые структуры зилятся на четыре класса: полностью а,, юли:: «,н В, а/13 (участкн с а- и В-структурой расггхии цо последовательности или чередуются) н а з ';: (участкн с а- и р-структурой каким-то общсюи разделены и групцируются с себе подобными). й каждому классу относятся от десятков до а ~':ь различных типов укладки, имеющих р;ы.шю и; типы подструктуры, и число их постоянно Рштет. Некоторые типы подструктуры ш тра:и1из очень часто, другие пока обнаружены в ошиз1 единственном белке.
На рис. 4-21 иршц~ .,:». примеры белковых мотивов, встречающихся: белках четырех названных классов. И это.них небольшая часть из сотен известных мотивов. Ъ количество вариантов укладки белковой шел не бесконечно. Хотя скорость появления ииищ структур белков цостояцно растет, рост зи:.ш новых идентифицируемых мотивов г~ хр,ыи шея. Всего в белках может содержаться не ".гит 1000 различных типов укладки или мотивов. й рис. 4-21 видно, как могут быть ощзнни жюы белки с теми или иными мотивами. Два ьеръ,.ю уровня организации белковых структур — клас.
сы и мотивы — касаются исключительно с Ч л,. туры белка. Ниже этих уровней к. ясгнйиш; .ин строится на эволюционных закономерностях Существует множество примеров лшкшш или мотивов, встречающихся в самых разных х,- ках. Это означает, что третичная структура хшм 4.3 Третичная и четвертичная структуры белка (203 пример, ссмсйство глобинов содержит большо количество белков, каждый из которых похож н миоглобин как по структуре, так и по аминокис латной последовательности (см. доп.
4-5 и гл. 5,' Белки двух или нескольких семейств, имсющи мало сходства в первичных структурах, но содер жащис одипаковыс пространственные структур ныс мотивы и близкие по функциям, объединяю в суперсемейства. Возможно, что между ссмейст Полносп ю и 1 1Апб Сыворсточный атьбумии Сывороточный альбумии Сывороточный альбуыии 1, Снвороточный адьбумин Человек (Нояю аврмтн) 1 С А! п,(х -Тороил ! Шестнюпилсчна» гликоанл- трансфсрвкх Глюкоамилачт Гяюкгммнлаза (врегр(йп оно топ, вариант х101Ю ! Похпопью р ! 1СПВ Иммуиоглобулииоподобный Р-свнпвич Иммуноглобулкны 'т'чхомены (подобные вариабельным ! сов доменам антител) Человек (Ното термах) ! 1ЬХА Одвонитеваялевая р-спираль ! трехмерные Срхд-подобные ферменты П) Р-Х-анетил глюкозам и напилтра нсфераэа ° ПОР-Х-апстилглюкоаамииапилтрансферааа ° 1 !РЕХ Четырехлопастной ~3-пропеллер Гемопексинового типа Гсмонексинового типа С-конпевой ломеп коллагсиааы 3 (ММР-3) Человек ( Номе юрыги) Рис.
4-22. Классификация белков иа основании структурных мотивов. Здесь представлена лишь небольшая часть из сотен известных устойчивых мотивов. Все они разделены на четыре класса: только а, только (), а/Т) и а + В. Кроме того, приводятся данные классификации ЗООР (Ы(р://зсор.шгс-1шЬ.саш.ас.и)с/зсор/) (см. цветовой код) и идентификационные номера из банна данных РОВ ( Хин.гсзЬ.ога) (верхняя подпись у каждой структуры). Изображенный на рис. 4-20 ар-бочонок является егце одним примером белка со структурой а/р. (Продазинение рис. 4.21 на следующей странице) шее консервативна, чем сто первичная струкгра. Таким образом, сопоставление белковых 'рукгур может способствовать получению важ1й информации о ходе зволюции.
Белки, имеюие значительное сходство первичной струк1ры и (или) очевидное сходство структуры и уккций, относят к одному и тому жс семейству ишов. Внутри семейства белков обычно про1еживается явнос эволюционное родство. На- ! 1ВСР Ферритипового типа Ферритииоаоготипа Ферритип ! Вакгсриоферрнтии (внтохрон Ы) Етсбепсью соа ! 1ЕХН ДНК/РНК-свяаывающнй пучок ит трех спиралей Тина гомеодомена Гомеодомеп Полностью о Огсюрьно амйлюяегтег ! ГРЕК ОикФоФРук то ни паз а Фосйкийруктокинаэа ФосФоФруктокинзэа ° Атр-.ывисимав Фюсйк'Фрукгокипаза ° Еыйеяс1на соа ! 1РПП С)р!'/кротоиаэа С!рр/кратопаэа Кротонаэного тина 3 Епопл-Со-А-гидратаза (кротоназа) Крыт а ( Ланит яомякитм) Рис.
4-2э. (Продоллгение) вами внутри одного супсрссмсйства существует определенное эволюционное родство, даже если время и функциональныс различия (а значит, различное адаптивное воздействие) стерли сходство последовательностей. Если белки одного семейства могут быть найдены во всех трех высших таксонах живых организмов — в бактериях, археях и эукариотах, это пгворит об очень древнем происхождении семейства. Другис семейства могут распространяться лишь на небольшую группу организмов, что говорит о бюлсс позднем происхождении. Прослсживая историю структурных )204] Часть Е 4. Трехиернай структура белков ! 1ПЕН ХАО(Р)-связываюпгий домен, укдална Россманна ХАП(Р)-связываююий домен, уклалка Россманна С-кон невой ломен алкоголь/елюкгаолегилрогеназы ! Алкогодьлегидрогепаза Человек (Ното зэр(ым) мотивов с помощью классификационных ба) данных, таких как ЯСОР, можно получить ь(ноп) полезной информации относительно эволюционных связсй белков.
База данных ЯСОР пополняется вручную и служит для размещения белков, СООтВЕтСтВИИ С ИХ ПРОИСХОжДЕНИСМ На ПС1щканд консервативных элементов структуры. Структурныс мотивы очень важны для шмсания семейств и супсрссмсйств белков. О ге Тг шснствованис системы классификации а п, йскно привело к выявлению новых функци щи.1ы ни связей. Учитывая важнейшую роль белков хп 4.3 Третичная н четвертичная структуры белка 12051 >пшых аргшшзмон, подобный сравнительный яназиз структур льс>жет про>ппь свет на многие яснекпа биохимии — от эволкщии отдс'>ьного белка до эволюции целых метаболичсских путсй. Некоторые рссурсы и базы данных, раГютающие в режиме реального времени, дополняют 5СОР База данных СЛТН (с!ахт, пп:Ыесгига, тетю!ищ, пш1 !>ото!адана хире>уп>п(!у) позволяет поместить белок в банк белковых структур РОВ в соап>етствии с четырехуровневой иерархией.
Другие программы позволнют пользователю ввести в программу интересующий сга белок п найти в банке РОВ друпьс белки, которые имси>т с нпм апрсделснное сходства. Среди таких про>рамп кожно назвать \ЛЯТ (пек!а> и!!дп>пенс зеагс!> !ос>1), ЕЕ(гога!>тпгопа1 еттепа(оп с>/с!>е ариши! роГЬ) и 65 5 Р (То!с! с!с>аа(| >гпйоп Ьте>1 ап з7>пгтигеснтгисгше а!ил тент о! рп>сени). Четвертичная структура белка варьирует вт простых димеров до больших комплексов б Архитектура белка — четвертичная струнтура. Многие белки состоят из нескольких полипепп>дных стбъедиь>и>ь, что может слтжить щ>я нескольких целей.
Нскоторыс мультпсубъсдиннчныс белки несут регуаьятс>рььук> функцию; связывание неболыппх молекул может влиять а взаимодействие между суоъеднпицами п вы:>ыяать значительные изменения в активности (сзкя в ответ на незначительные изменения кон>>титра>ьиь> субстратов или реьуляторпых молекул (щ. 6). В других случаях отлельпыс субъединпцы иопт иметь разные, по связанные мсжлу собой функции, например катализ и регуляции>. Комшексы фпбриллярных белков, обсуждавшиеся !внес в данной главе, пли белки оболочки вируса выноднякп структурную функцию. Некоторые гюнь круппыс бслконые комплексы участвуют в асущестнлснии многостадийных процессов.
При>ирои являются риГ>осомы, осуществляющие биосвпез белка и состоящие из десятков белковых губьединиц и нескольких молекул РНК. Ь(ультнсуГ>ъединичььые белки часто назынзют мультимерамн. Мультимср, состоящий всего из нескольких субъсдпниц, называют олитеиером. Если мультимерный белок солержит ридичнььс субъединицы, то сга общая структтра может быть асимметричной и достаточно сложной. Однако болыпинство белков состоят пз идентичных субьелипиц илп повторяющихся групп нсилептичпых субъединиц ц ооычпо имск>т симметричное строение.
Как говорилось н гл. 3, повторяющиеся структурные единицы в гн кпх мультпсубъсдиничпых белках называют протомерами, вне зависимости от того, идет ли речь о единственной суГ>ъе>ть>ььицс или о группе субъедпниц. Иногда для обозначения отдельных субьсдиниц протомсра используют греческие буквы.
Верным олигомерным белком, чью трехмерную структуру у>далось установить, был имоюлабип (64 500), с'остоящпй пз чстырех палнпсптпдпых цепей п четырех гемон с атомами железа в форме Ест (рис. 4-16). Белковая часть гемоглобина, называемая глобином, состоит пз двух гь-суГ>ъединьььс (по 141 остатку в каждой) и двух р-суГ>ъеди>ьььц (по Иб остатков). Обратите внимание, что в данном случае обозначения а и р нс имеют отношения к вторичной структуре.
Поскольку гемоглобин в четыре раза крупнее миоглобина, на определение его трехмерной структуры с помощью рснтгсногтруктурпоп> анализа было потрачено гораздо больше времени и спл. Структура гемоглобина была расшифрована Максом Перутцсм, Джоном Кепдрю и их коллегами в 1959 г. Субъедшпщы гемоглобина расположены симметричными парами (рис. 4-22): в каждой паре сеть олна гь- и одна р-субъстьььниььа. Таким образом, гемоглобин можно считать либо тстрамсром, либо дпмсром аьр-ь>роток>еров.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
