Рентгеноструктурные исследования лейцинспецифичного белка с разрешением 4 А

• Автор: Цыганник, Игорь Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 c. : ил

ГЛАВА I. Структура связывающих белков периплазматического пространства грамотрицательных микроорганизмов и их роль в системах мембранного транспорта метаболитов

§1. Системы транспорта метаболитов в грамотрицательных микроорганизмах

§2. Роль связывающих белков в системах мембранного

транспорта и способы их выделения

§3. Первичные структуры связывающих белков

§4. Физико-химические свойства связывающих

белков

§5. Пространственная структура связывающих

белков

Глава II. Экспериментальная часть

§1. Выделение, кристаллизация и предварительные рентгеноструктурные исследования лейцин-
-специфичного белка
§2. Получение кристаллических тяжелоатомных производных, сбор и обработка трехмерного
набора экспериментальных данных
§3. Определение координат тяжелых атомов в производных прямыми рентгеновскими методами

§,4. Уточнение параметров тяжелых атомов и локализация второстепенных мест связывания. Определение абсолютной
конфигурации
§5. Синтез электронной плотности с разре-

шением 5 А. Выделение молекулы белка
в кристаллической ячейке
§6. Синтез электронной плотности с разрешением 4 А
§7. Связывание Ь-лейцина белком в кристаллическом состоянии
Глава III. Пространственная структура молекулы
лейцин-специфичного белка
§1. Общая форма молекулы
§2. Структурная организация молекулы
белка при разрешении 4 А
§3. Положение активного связывающего
центра
§4. Взаимосвязь между структурой и свойствами
Основные результаты и выводы
Литература

ВВЕДЕНИЕ Большое внимание в настоящее время в нашей стране и во всем мире уделяется таким направлениям науки, как биоорганичес-кая химия, молекулярная биология и биотехнология, которые, помимо развития фундаментальных исследований,вносят все больший вклад в решение практических задач, стоящих перед самыми различными отраслями народного хозяйства.
Важной проблемой этих научных направлений является изучение структуры и функции большого числа биологически активных соединений, таких, как,например, полипептиды, белки,нуклеиновые кислоты, гликопротеиды и многие другие. Одними из самых сложных известных современной науке природных молекул являются белки, играющие важнейшую роль в жизнедеятельности различных организмов.
Пространственная структура, то есть взаимное расположение всех атомов белковой молекулы, определяет ее биологическую функцию, физические и химические свойства.Структура белков кодируется в геноме живых организмов на уровне аминокислотной последовательности, однако зависит не только от особенностей этой последовательности, но и от множества возникающих в белковой глобуле внутримолекулярных взаимодействий как между соседними, так и очень далеко отстоящими друг от друга в полипептидной цепи аминокислотными остатками. Поэтому для глубокого понимания механизма функционирования белков недостаточно знания только их химической структуры, необходима подробная информация о пространственной организации их молекул, расположении и взаимодействии всех строительных блоков - аминокислотных остатков.
Большое значение, наряду с другими физическими методами изучения пространственного строения веществ, имеет рентгеноструктурный анализ,позволяющий в конечном итоге получить детальную

венной группе P2j2j2p размеры элементарной кристаллической ячейки: а=40,8, в=47,5 и с=136 А. На независимую часть ячейки приходится одна молекула белка. Данные измерения радиуса Стокса молекулы сульфат-связывающего белка показывают, что она имеет

форму сильно вытянутой, глобулы с отношением осей 1:4 (27:112 А). Это вполне согласуется с размерами кристаллической ячейки. Позднее пригодные для рентгеноструктурных исследований кристаллы сульфат-связывающего белка были получены с использованием в качестве высаживающего агента полиэтиленгликоля.
Монокристаллы арабиноза-связывающего белка из E.coli были получены диализом раствора белка против 55% 2-метил-2,4-пентандиола, 2 мМ К-фосфатного буфера, pH 6,5. Кристаллы средних размеров 4x1x0,7 мм давали дифракционное поле до разрешения по крайней мере 2 А [144].
В работе [l4ö] были описаны условия получения пригодных для рентгеноструктурных исследований кристаллов лейцин-изолей^ цин-валин-связывающего белка из E.coli. Кристаллы выращивались из раствора белка с концентрацией 10 мг/мл методом диффузии через газообразное состояние. В качестве кристаллизационного раствора использовался полиэтиленгликоль; 5 мМ Na-цитратный буфер, pH 4,5. Эти кристаллы давали дифракцию до разрешения

около 2,5 А. Радиальное распределение интенсивностей дифракционных отражений от кристаллов лейцин-изолейцин-валин-связываю-щего белка указывает на значительное содержание в его молекуле (/.-спиральных участков полипептидной цепи.
Кристаллы мальтоза-связывающего белка из E.coli были получены методом микродиффузии через газообразную фазу из раствора белка (концентрация 6 мг/мл) в 16% ( v/v ) полиэтиленгликоле,
10 мМ Na-цитратный буфер, pH 4,2 [14б]. В этой же работе описаны условия получения монокристаллов гапактоза-связывающего