Попов, Демин, Шибанова - Проблема белка. т.3. Структурная организация белка (947296), страница 147
Текст из файла (страница 147)
ном центре, невелика, конечно, в том случае, когда кристаллизация осу. ществляется в условиях, близких к тем, при которых фермент или друшя белок проявляет активность. При идентичности структур фермента а кристалле и растворе различия в эффективности катализа могут быть обусловлены лишь разными условиями диффузии субстрата и продуктов реакции и стерическими затруднениями для конформационных перестроек активного центра. Дж. Ралли по этому поводу замечает: "...кристаллический белок обладает ферментативной активностью, и, хотя его свойства несколько отличаются от свойств растворенного белка, сам факт каталитического действия кристаллического фермента служит достаточно убедительным аргументом против предположения о большом изменении конформации в процессе кристаллизации" ~354.
С. 27Ц. Таким образом, можно заключить, что рентгеноструктурные данные почти всегда правильно отражают укладку основной цепи белка и, как правило, буквально воспроизводят биологически активную конформацию. Поэтому все, что говорится Меклером и Идлис о "жидком" и "твердом" белке, по моему мнению, представляется глубоко ошибочным и выглядит не более, чем попыткой спасти идею стереохимического кода. Неудачно также отождествление "жидкого" белка с "расплавленной глобулой".
Трудно предположить, что короткоживущее промежуточное состояние, которое возникает на последней стадии свертывания полипептидной цепи и о котором пока имеется лишь туманное предствление, является активной формой белка, способной функционировать длительное время. Возражения принципиального порядка вызывает также выбранный Меклером и Идлис способ трансляции гипотетической "жидкой" формы белка в "твердую" трехмерную структуру с помощью кода П-К. Авторы работы 1352] утверждают, что согласно коду П-К аминокислотные остатки, принадлежащие к одному из трех компонентов связности графа кода А-А ~355), узнают друг друга н соединяются посредством так называемых П-К-связей, являющихся пептидными водородными связана ХН...ОС а-спиралей и ]3-складчатых листов.
Образование совокупности таких связей и вызывает конформационнун1 перестройку всей белковой глобулы и вместе с сохранившимися А-А-связями стабилизирует "твердую" трехмерную структуру белка. ,При интерпретации кода П-К Меклером и Идлис, на мой взгляд, пу!цены две принципиальные ошибки, лишающие код физического !ела. Первая заключается в нереальности исходной посылки о том, что странсгвенное строение глобулярных белков почти сплошь состоит из гулярных вторичных структур, обладающих бесспорной предпочтительтью по энергии и скорости возникновения перед нерегулярными рмами полипептидной цепи. Такое представление сформировалось в чальный период структурных исследований белков (1930-1950 гг.).
оследствии выяснилось, что оно справедливо лишь по отношеник! к гулярным компонентам фибрнллярных белков и ограниченной группе обулярных белков, По оценкам различных авторов, среднее содержание .спиралей и !3-структур, причем в большинстве случаев искаженных, не евышает 50% от общего количества амннокислотных остатков белков, ехмерные структуры которых известны. Следовательно, большая часть альных участков белковых молекул иррегулярна. Это обстоятельство ает несостоятельным традиционное представление о структурной ганизации белка и ненужным введение кода П вЂ” К. Вторая принциальная ошибка, сделанная авторами при расширении стереохимического да, состояла в переоценке роли водородной связи ХН...ОС в форровании вторичных структур.
Об этом уже говорилось выше при расотрении кода А-А. Добавлю лишь ряд конкретных замечаний, касаюихся а-спирали и !3-складчатого листа. Представленные в этой книге езультаты расчетов конформационных состояний пептидов и белков казали, что вторичные структуры являются оптимальными в отношении исперсионных, электростатических и торсионных взаимодействий, а е водородных связей.
Только благодаря гармонии всех видов взаимойствий валентно-несвязанных атомов Полингу и Кори удалось праьно предсказать их геометрию, сделав в принципе ошибочное предложение об исключительной роли в стабилизации вторичных структур 1зептидных водородных связей. Последние были лишь ценным геометривеским критерием идентификации а-спирали и 13-складчатого листа. Возможности общего стереохимического генетического кода Меклер н й1длис иллюстрируют построением, исходя из аминокислотной последоваяельности, пространственной структуры молекулы тахиплезина — гептайекапептида, содержащего четыре остатка Суз, образующих в нативной Конформации два дисульфидиых мостика Сузз-Суз!ь и Суз' — Суа!з: А '-Т з-Сузз-Рье4 А з-~а1ь-Сузз-Т а-А з-О1у!в — Веп — Су !з-Т м— !йгд!4 1 уз!5 Суз!6 Агу!7 На этом примере, пишут авторы, "мы продемонстрируем, как, исходя Из разработанной нами теории, можно за считанные минуты проявить смысл генетического текста, кодирующего и строение, и программу работы этой маленькой биологической микромашины, т,е.
вручную, без всякого компьютера, построить н А — А-модель, и П-К-модель этой трехмерной молекулы" [352. С. 471, По поводу постановки задачи замечу, что быстрота построения модели, работа вручную н игнорирование компьютера не являются самыми большими достоинствами научного исследования. Проследим теперь за всеми этапами сборки структуры тахиплезина. 539 Она строится нз ленты, разграфленной на квадраты, которые отвечают амннокислотным остаткам. Лента, согласно стереохимическому коду, при.
чудливым образом сворачивается и в определенных местах скрепляется английскими булавками. В собранной конструкции неизвестными остаются координаты атомов и коиформационные состояния остатков, а их боковые цепи вообще отсутствуют. По своему информационному содержанию построенная конструкция аналогична рентгеноструктурной модели белка, полученной при грубом разрешении в 6 — 8 А. Стремясь как можно документальнее передать авторскую логику построения модели, я пря последующем изложении буду часто обращаться к оригинальному тексту.
Перед демонстрацией исключительных возможностей собственного подхода Меклер и Идлис "констатируют", что "сегодня молекулярная биология, исходя из аминокислотной последовательности даже такого маленького полипептида, ничего не может сказать нн о его трехмерной структуре вообще, нн о положении его Я вЂ” 5-связей в частности. Ибо огромное число степеней свободы этой полипептидной цепи исключав~ возможность рассчитать ее конформацию согласно законам фцэдки ии химии, например, исходя из величин энергий взаимодействий ее атомов. Согласно теории, которую мы разработали, трехмерная структура любого г~ а аы образующихся между его аминокислотными остатками" !352.
С. 47!. Эта цитата примечательна двумя высказанными в ней положениями. Первое свидетельствует о незнании авторами литературы, посвященной теоретическому конформационному анализу пептидов и белков, становление которого произошло в 1963 г. с появлением основополагающей работы Г. Рамачандрана и соавт. !356!. Прямым опровержением такого заявления Меклера и Идлис о неспособности физики и химии рассматривать подобные проблемы служат, во-первых, результаты расшифровки генетического кода трансляции, которые были получены как раз с помощью физики и химии, и, во-вторых, материал этой книги и ее библиография, насчитывающая многие сотни ссылок на теоретические конформационные исследования пептидов и белков.
Второе положение касается не чисто научных, а в большей мере мировоззренческих вопросов. Оно возвращает читателя к казалось бы давно ушедшим временам, когда в материалистической философии серьезно обсуждалось существование механической, физической, химической и биологической особых форм движения материи, находящихся в субординационных отношениях.
По стереохимическому коду А — А в молекуле тахиплезина могут взаимодействовать между собой и образовывать А — А-связи Рпе~-1.уз", Ча!ь-ТуР и ТуР-1!е' '. В отношении взаимодействий остатков 1!е" с Туг' я Туг" с Ча!ь, также удовлетворяющих этому коду, сказано, что они "ие могут реализоваться, ибо А — А-связн между аминокислотными остатками, порядковые номера которых отличаются друг от друга на 1 или 2, сгерически невозможны" !352, С. 47!.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
