Попов, Демин, Шибанова - Проблема белка. т.2. Пространственное строение белка (947295), страница 51
Текст из файла (страница 51)
К настоящему времени ряд белков получен а форме таких кристаллов, но лишь для некоторых из них электронно- микроскопическое исследование позволило провести реконструкцию пространственной структуры. Примечательно, что почти все они относятся к интегральным мембранным белкам. Для непериодических объектов современные методы процессинга электронно-микроскопических изображений позволяют получить достоверную информацию об их проекционной структуре. Используя приведенные выше данные, можно провести сравнение пространственных структур ряда функционально неродственных белков, таких, как, например, Ха+, К+-АТРаза почек, белок быстрых натриевых каналов и аденилатциклаза мозга.
Их объединяет то, что все они относятся к интегральным мембранным белкам и выполняемые ими функции имеют трансмембранный характер: перенос веществ нли передача химических сигналов. По-видимому, благодаря этому нх пространственная организация имеет ряд общих особенностей. Все они содержат в своем составе гидрофобный сегмент, локализованный в средней части молекулы.
Значительные части полипептидной цепи экспонированы на обеих мембранных поверхностях. Причем в некоторых случаях, таких, как, например, аденилатциклаза, одна полипептидная цепь образует три последовательно расположенных домена: надмембранный, мембранный и внутриклеточный. В других, — например, Ха+, К+-АТРаза, внутриклеточный домен образован а-субъеднницей, тогда как ~)-субъединица экспоннрована практически целиком на внешней мембранной поверхности. Аналогичные особенности сгроения прослеживаются также и для других белков, функции которых имеют трансмембранный характер (ацетилхолиновый рецептор, цитохром-с-оксидаза или цитохром-редуктаза).
Подобный принцип структурной организации диктуется, по-видимому, трансмембранным характером осуществляемых этими белками функций. Основная роль внутримембранного сегмента состоит в удерживании белка в соответствующей ориентации в липидном матрнксе мембран. Внемембранные домены содержат в своем составе центры связывания субстратов, эффекторов, переносимых ионов и т.п. н, тем самым, обеспечивают возможность тонкой химической регуляции их функциональной активности. Нельзя ие отметить, что аналогичные заключения об основных чертах пространственной структуры мембранных белков могут быть сделаны, по-видимому, иа основе результатов их изучения только химическими методами. Однако представляется неразумным ограничиваться построением умозрительных моделей, имея возможность увидеть как объект исследования выглядит в действительности, Несмотря на относительно низкое разрешение П5 — 20 А), модели пространственной структуры дают уникальную возможность не только определять форму и геометрические параметры молекул нли их комплексов, но и исследовать их топографию: количество и относительное расположение доменов или субъединнц, локализацию определенных 214 маркеров и т.п.
Эффективность электронно-микроскопических методов может быть проиллюстрирована на примере ацетилхолинового рецептора. Первоначально этот мембранный белок был подробно исследован Методами электронного микроскопирования и цифрового процсссннга непериодических изображений. На основе полученных проекций, данных о химическом строении и свойствах белка была предложена гипотетическая модель его пространственной структуры. Однако только исследование двухмерных кристаллов позволило показать, что молекуле присуща поворотная симметрия пятого порядка относительно оси, перпендикулярной плоскости мембраны. Это означает, что молекула рецептора образована пятью идентичными по форме полипептвдными цепями, пересекающими мембрану. Разрешение 20 А не является предельным для электронно-микроскопических методов. Рекордное по разрешению исследование было выполнено для бактериородопсина.
Высокая упорядоченность кристаллов и уникальная радиационная стабильность позволили получить модель пространственной структуры белка с разрешением 7 яч. Это дало возможность не только выявить вне|пнюю форму молекулы, ио и описать ее внутреннюю структуру, а использование низкотемпературных микроскопов — собрать набор экспериментальных данных до разрешения 3 гч в плоскости мембраны и, в конечном итоге, рассчитать атомную модель структуры белка. Можно надеяться, что дальнейшее развитие таких исследований и широкое распространение низкотемпературных микроскопов сделают электронную микроскопию столь же информативной, как и рентгеноструктурный анализ. ЛИТЕРАТУРА 1. Мейер К.Г., Мире Г. Строение высокоповнмерных органических естественных соединений.
Лс Госхимнядат, 1932. 2. Меуег К.Н. // В|осЬепк 21ясьг. 1929. Вй. 2!4. Я, 253 — 261. 3. Меуег К.Н. Н!Ь|й. 1930. Вй. 2! 7. Я. 433 — 442. 4. Проблема белка: Т. !. Химическое строение белка / Ред. В.Т. Иванов, Е.М. Попов. Мс Наука, 1995, 5. Негяой В О, Запс!|е И'. В Вег. Пг.
сье|п. Сея. 1920. Вй, 53, Я. 2162 — 2169. б. Неггох Я.О., Уапсйе И' В!ЬМ,!921, Вй 9, Я, 320 — 331, 7. Неггох ВО, /апме И'. // !Чаяпги1яяепясвааеп. ! 926. Вй. 14. Я. ! 223 — 1230. 8. Впй К. Н га/сь18я Апп. ! 923. Вй. 434. Я. 204 — 210. 9. Мгугг КН., Маы Н, В Вег.
01. сьев|. Сея. 1928. Вй. 61. Я. 1932-1938, 10. Вегас! Л // В/оогх. Меп|. Ре!Мн я Коу. Яос. 1963. Чо1. 9. Р. 29 — 31. ! 1. АМЬигу Игг., 5|гее| А В!'1п!оя. Тгапя. Коу. Яос. !опйоп А. 1933. Чо!. 29. Р. !93 — 210. 12. АаЬигу И/.Т. Н Со14 Ярг!пв НагЬог Яупяр. Опав!. ВМ1, 1934. Чо1. 2. Р.
15 — 19. 13. АНЬигу ИГ.Т, 5|гее| А. // Рылов. Тгапя. Коу. Яос. Еопйоп А. 1931. Чо!. 230. Р. 75 — 85. !4. Ах|бегу Р/.Т., ИГоойг Н3. //!Ь!б. 1933, Чо1. 232. Р. 333 — 350. 15. АлЬгяу Р/Т. // Коном Кяясьг. ! 934. Вй, 69. Я. 340 — 350. 1б. Ая|Ьигу ГИТ., Рнттяоп 5 // На!нге. 1935. Чо1. 135. Р. 75 — 78, 17. АлЬигу Р/Т., О|сипяоп 5. // !ЬМ. Р. 765 — 769, 18. Ая|Ьигу Р/Т. // Тгапя. Гагайау Яос. 1940. Чо!. 36. Р.
871 — 883. 19. Ая|ьигу и'.т. В сьеы. апй! пйьану ! 941. чо1. 60, Р. 41 — 53. 20. Ая|Ьму Иг.г., Вей О. // На!нге. 1940. Чо!. 145. Р. 421 — 425. 21, АЛЬигу И' Т., Вгп О. //!ай. 1941. Чо1. !47, Р. 696 — 699. 2!5 о1. 205 лиз о1. 203. Р. 205— 22. Ал|Ьиту %/К П !. 1п|егп. Яос, Сап!бег Тгадез' СЬтп. 1940. Уо1. 24. Р. 69 — 83. 23. АВЬигу И'.Т. П Тгапз. Рагадау Яос. 1938. Уо1, 34. Р. 378 — 390. 24. А обит! %.Т., О/с!дптл Я., ВаЯу К. П В|осЬев.
!. ! 935. Чо!. 29. Р. 2351 — 2360, 25. АиЬиту %.Т., !.отак Я. // Хатге. 1934. Чо!. 133. Р. 795 — 798. 26. Ал|Ьигу %.Т., Соток Я. // Е СЬет. Яос. 1935. Х 3. Р. 846. 27, АНЬиту %.Т // Хашге. !945. Уо/. 155. Р. 501 — 505. 28. %оодттагд Я В., Бс/|гатт С Н. // !. Атт. СЬегп. Яос. 1947. Чо1. 69. Р. 1551 — 1559. 29. АВЬитУ И' Т, Оа)8/е»Ь С.Е., Оагтол Я.Е. е| а1. П ХаШге. 1948. Уо!.
162. Р. 596 — 6 30. АВЬиту %.Т, П Ад |. Мо!. В1о!, Хтчсу Яос. Яег. 1951. Чо!. 46. Р. 3 — 49. 3! . Ни88им М.!.. П Аппо. Кеч. ВикЬет. 1942. Чоз. ! 1. Р. 27 — 50. 32. Нид/Плл МЯЬ П Сбеги. Кеч. 1943. Уоз, 32. Р. 195 — 225. 33.
Согеу ЯВ. //Е Аптг. СЬст. Яос. ! 938. Уо!. 60. Р. !598 — !608. 34. Согеу Я.В. // СЬе|п. Кеч. 1940. Уо1. 26. Р. 227 — 250. 35. А/Ьгегш О., Согеу Я.В П Е Атег. СЬегп, Яос. 1939. Чо1, 61. Р. 1087 — 1094. 36. Согеу Я.В.
Адчапсез !п рта|с!и сбев!зпу, Х.Ук Асад. Ргет, 1948. 37. Еечу НА. Согеу Я.В П !. Атег. СЬев. Яос. !941. Уоз, 63. Р. 2095 — 2102, 38. Согеу Я.В., Оопобие А // 1ЬИ. ! 950, Уо1. 72. Р. 2899 — 2904, 39. ВагЬ 22|., ЕПи У И'. //!. РЬуз. СЬет. 1941. Уо!.
45. Р. 204 — 212. 40. Вили е// А М., Кгеш К.Р., ЯодеЬызб % Н. //!ЬЫ, 1940. Уо!. 44. Р. 1126 — ! 133. 41. Тау/ог НУЕ // Ргос. Авег. РЬ|!оз. Яос. 1941. Чо1. 85. Р. 1 — 15. 42. Ветла/ /.О., Скотч/оог О. // Хашге. 1934. Уо1. 133. Р. 794 — 795. 43. АзгЬиту % Т., Вей Е О. // ТаЬи1ае Вю!. ! 939. Уо! 17. Р. 90 — ! 12. 44. Окоп/оог С.
// Хашт. 1939. Чо!, ! 44. Р, 1011 — 10! 2. 45. Столе/оот С. // СЬет. Кет ! 941. Уо!. 28. Р. 215 — 228. 46. Ветла/ АО., Ралзигбел /., Реги|к М.Р. П Ха|иге. 1938. Чо/. 141. Р. 523 — 524. 47. СгопЧоог О., Я»еу Я.Р. // !Ь~д. Р. 52! — 522. 48. Иттлсб ОМ. П РЫ1оз, Маб. 1937. Уо1. 24. Р. 940-953. 49.
Итплсб О.М. П 1Ь~д. 194! . Чо1. 31. Р. 177 — 198. 50. Ват/огд С Н., Напбу %.Е., Нарреу Е П Ргос. Коу, Ястс, \.опдоп А, 1951. Ч Р. 30 — 47. 51. АтЬголе ЕП., НалЬу И'.Е. // Хавге. 1949, Чо!. 163. Р. 483 — 484. 52. А тЬголе Е./, ЕП/о» А., Тетр/е Я.В. //!Ь|К Р. 859 — 862. 53. 2абл Н. // Тсзсбг. Хашг/огзсЬ. А.
1947. Вд. 26. Я. ! 04 — 1 1О. 54. Ябитапаисб/ Т., М!||мЬ~та Я. П Вой. СЬев. Яос, 1ар. 1948. Чо1. 21. Р. 1 — 12. 55. Мидзусима С. Строение молекул и аиутреинее аращеиие, Мл Изд-по иностр. 1957. 56. Вгакл С, Келдгетч АС.. Реги» М.Р // Ргос. Коу. Яос. Сопдоп А. !950. Ч Р. 32! — 357. 57. Раи/тлд !., Сагеу Я.В. П !. Авег. СЬет. Яос. 1950. Уо|. 72.
Р. 5349. 58. Раи!тз /... Сагеу Я.В., В|алкал Н.Я. // Ргос. Ха|. Асад. Яс/. ОЯ. 1951. Уо!. 37. 211. 59. Рии»л8 !., Сотеу ЯЗ. //!Ь|д. Р. 235 — 240, 60. Раи/тя !., Согеу Я.В. П !Ыд. Р. 24 ! — 250 6!. Раи/тд /., Ситеу Я.В. //!Ь!д. Р. 251 — 256, 62. РаиПпл 1... Слгеу Я В. П 1Ыд. Р. 256 — 261 63 Раш|л8 Е., Согеу Я.В. П!Ьгд. Р. 261 — 271.
64. РаиВлз Е., Сотеу Я.В. П 1ЬЫ. Р. 272 — 281. 65. Раи/тз 1... Согеу Я.В. // 1ЬЫ, Р, 282 — 285. 66. Сагеу Я.В., Оолобие А П Е Атег. СЬев. Яос. 1950. Чо1. 72. Р. 2899 — 2903. 67. РаиВпу !., Согеу Я.В. П Ргос. Ха|. Асад. Яс!. !/Я. !951. Чо1. 37. Р. 729 — 740. 68. Ратг/тля 1... Согеу Я.В. П 1Ь/д. 1952.
Чо1. 38. Р. 86 — 93. 69. Раи»пр Е, Сот еу Я.В. //!ЬИ. 1953. Уо!. 39. Р. 247 — 252. 70. Раийля !., Сотку Я.В. // !Ыд. Р. 253 — 256. 71. РаиЯл8 Е. ТЬе пашге о1 сбепоса1 Ьопд. Согпе0: Согпе!! 1/тч. Ргет, 1940. 72. Реги|к МЯ. П Ртос. Коу. Яос. !опдоп А. 1949. ЧЫ. 195. Р. 474 — 485. 73. Келдгси УГ. П 1ЬИ. !950. Чо!. 201. Р. 62 — 73. 74.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
