Роль конформационных изменений в функционировании неорганической пирофосфатазы Escherichia coli

• Автор: Моисеев, Виктор Михайлович
• Шифр специальности: 02.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Введение

2. Роль петель в функционировании белков обзор литературы.

2.1. Конформационные изменения в белковых структурах.

2.2. Строение петель.

2.3. Конформационные изменения нетель и их участие в

функционировании белков

2.4. Роль остатков глицина в формировании структуры и обеспечении

конформационной подвижности активного центра.

3. Конформационные изменения в структуре неорганической нирофосфатазы

обзор литературы

3.1. Связывание ионов металла.
3.2. Связывание субстрата.
3.3 Гидролиз субстрата.
3.4. Уход продуктов.
4. Роль конформационных изменений в функционировании неорганической
нирофосфатазы ii i обсуждение результатов
4.1. Исследование мутантных вариантов ЕРРазы и V
4.2. Количественная оценка стабильности структуры РРазы.
4.3. Роль остатка в функционировании РРазы Е. i
5. Экспериментальная часть.
Выводы.
Список использованной литературы


В других случаях структурные перестройки могут приводить к закреплению функционально неактивного состояния белка, как, например, при конформационных болезнях 2 подвижность
белковой структуры может также облегчать ее денатурацию, что является отрицательным фактором для термофильных организмов 3. Конформаиионные перестройки белковой молекулы могут достигать различных пределов от простого изгиба и растягивания химической связи до смешения и поворота доменов. Они широко варьируют по амплитуде и скорости. Так, для вирусных белков при инфицировании клетки смещение отдельных аминокислотных остатков достигает нм 4. Для глицеральдегид3фосфатдегидрогеназы оценка скорости смещения подвижной петли дает величину около кмч т. Л за с, в то время как для пептидов в растворе скорости переходов на 4 порядка выше 5. Структурная биология на современном этапе позволяет рассматривать функционирование белков на атомном уровне. К настоящему времени в РЭВбанкс доступно более 0 белковых структур данные РСЛ и ЯМР 6. Для многих белков, включая ферменты, решены структуры как апоформы, так и комплексов с различными лигандами. Анализируя конформации белков ферментов в различных, структурах, можно выявить структурные изменения, характерные для данного белка в действии. Для определения конформационных изменений в белковых молекулах также используются такие экспериментальные методы, как водороднодейтериевый обмен, спектроскопия ЯМР. Крислтшлографический параметр Вфакгор температурный фактор может служить количественным показателем при характеристике подвижных участков. Используются также некоторые теоретические подходы метод молекулярной динамики МД и расчеты частоты атомных колебаний. В теоретических расчетах используют следующие модели белковых структур ключзамок, модель, индуцированного соответствия и обобщенная модель. Наиболее приближена к реальному положению вешей последняя, обобщенная модель, которая рассматривает белок как объект. Взаимодействие с лигандом субстратом для ферментов елдбилизирует конформацию, оптимальную для связывания и катализа. Как правило, экспериментальные и теоретические подходы к количественному определению конформационных изменений и их скоростей для каждого белка индивидуальные и диктуются его особенностями. Для многих белков получить прямыеэкспериментальные данные о подвижности отдельных участхов молекулы не удается. Строение петель. Общие закономерности. Наиболее распространенными элементами вторичной структуры белков являются спирали и листы. Между собой эти структурные элементы соединяются малоупорядоченными участками петлями. По классическому определению, петли эго нерегулярные апериодические элементы структуры, соединяющие элементы регулярной периодической вторичной структуры. В более широком смысле. Однако, иногда петли в значительной мерс структурированы и могут рассматриваться как регулярный элемент 9. Петли, как правило, имеют относительно высокое значение Вфактора. В их строении наблюдаются закономерности. Практически во всех белковых структурах,. Расстояние между началом и концом петли от первого атома до последнего обычно менее А и не превышает двух третьих от максимального расстояния между двумя любыми атомами в петле . Таким образом, петли прикрывают торцевые части регулярных элементов структуры. Также нужно заметить, что крайне редко наблюдается наложение петли на петлю или пересечение петель. Наложение петель в пространстве энергетически невыгодно дополнительное изгибание, угроза столкновения и дегидратации. Петли обычно расположены на поверхности белковой глобулы, закрывая гидрофобный кор. В составе нетель преобладают гидрофильные остатки, которые образуют водородные контакты с молекулами воды. Петли практически никогда не входят внутрь белковой глобулы. В этом случае, перестройка привела. Такая позиция петель определяет их важность для молекулярного распознавания, каталитической активности ферментов и специфичности связывания лигандов. Таким образом, помимо структурной роли, петли i играть важную роль в биологической функции белков. Анализ первичной структуры петель показывает, что центральное положение в них часто занимают остатки или . I или .