Фолдинг белков
Иерархия белковых структур
Глобула и расплавленная глобула
Денатурация белка
Защита белка от неспецифического фолдинга. Шапероны
Сворачивание белка. Шаперонины
?
?
1. Первичная структура — последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи. 2. Высокую стабильность ей придают ковалентные пептидные связи между α амино группой одной аминокислоты и α карбоксильной группой другой аминокислоты 3. Как и в случае любых амидов, в пептидной связи за счет резонанса канонических структур связь C N между углеродом карбонильной группы и атомом азота частично имеет характер двойной: Это проявляется, в частности, в уменьшении её длины до 1, 33 А: Это обусловливает следующие свойства: • 4 атома связи (C, N, O и H) и 2 α углерода находятся в одной плоскости. • R группы аминокислот и водороды при α углеродах находятся вне этой плоскости. • H и O в пептидной связи, а также α углероды двух аминокислот трансориентированы (транс изомер более устойчив). В случае L аминокислот, что имеет место во всех природных белках и пептидах, R группы также трансориентированы. • Вращение вокруг связи C N затруднено, возможно вращение вокруг С С связи. Резонансные формы пептидной связи: кето и енольная формы
4. Поскольку вращение вокруг связи C—N затруднено, повороты возможны только вокруг связей N Cα и Cα C (2). Такие повороты измеряются двугранными углами φ и ψ. Для каждого конкретного аминокислотного остатка ввиду стерических ограничений разрешены только определенные комбинации углов вращения φ и ψ. Для наглядности информацию о связи между углами φ и ψ в каждом пептидном звене представляют графически с помощью φ/ψ карты (1).
5. Вторичная структура представляет собой способ укладки полипептидной цепи в упорядоченную структуру благодаря образованию водородных связей между пептидными группами одной цепи или смежными полипептидными цепями. 6. Вторичная структура — локальное упорядочивание фрагмента полипептидной цепи, стабилизированное водородными связями. 7. Альфа спираль разновидность вторичной структуры белка, имеющая вид регулярной спирали, образующейся благодаря межпептидным водородным связям в пределах одной полипептидной цепи. Модель строения α спирали (рис. 2), учитывающая все свойства пептидной связи, была предложена Полингом и Кори. Основные особенности α спирали: спиральная конфигурация полипептидной цепи, имеющая винтовую симметрию; • образование водородных связей между пептидными группами каждого первого и четвертого аминокислотных остатков; • регулярность витков спирали; • равнозначность всех аминокислотных остатков в α спирали независимо от строения их боковых радикалов; • боковые радикалы аминокислот не участвуют в образовании α спирали. Высота одного витка, или шаг α спирали, равна 0, 54 нм; в него входит 3, 6 аминокислотных остатка
8. Бета структура несколько зигзагообразных полипептидных цепей, в которых водородные связи образуются между относительно удалёнными друг от друга (0, 34 нм на аминокислотный остаток ) в первичной структуре аминокислотами или разными цепями белка, а не близко расположенными, как имеет место в α спирали. Эти цепи обычно направлены N концами в противоположные стороны (антипараллельная ориентация). Для образования β листов важны небольшие размеры боковых групп аминокислот, преобладают обычно глицин и аланин;
9. Альфа-кератин, тропомиозин 10. Третичная структура белка Третичной структурой белка называется способ укладки полипептидной цепи в пространстве. По форме третичной структуры белки делятся в основном на глобулярные и фибриллярные. Глобулярные белки чаще всего имеют эллипсовидную форму, а фибриллярные (нитевидные) белки — вытянутую (форма палочки, веретена). 11. Связи, стабилизирующие третичную структуру белка. В стабилизации третичной структуры играют роль связи между боковыми радикалами аминокислот. Эти связи можно разделить на: • Дисульфидные мостики. • Водородные, ионные, ван дер Ваальсовы. 12. Домеен белка — элемент третичной структуры белка, представляющий собой достаточно стабильную и независимую подструктуру белка, чей фолдинг проходит независимо от остальных частей. В состав домена обычно входит несколько элементов вторичной структуры. Сходные по структуре домены встречаются не только в родственных белках (например, в гемоглобинах разных животных), но и в совершенно разных белках.
13. Дисульфи дные мо стики, или дисульфи дная связь — ковалентная связь между двумя атомами серы, входящими в состав серусодержащей аминокислоты цистеина. Образующие дисульфидную связь аминокислоты могут находиться как в одной, так и в разных полипептидных цепях белка. 14. Четвертичная структура белка представляет собой организацию нескольких полипептидных цепей с третичной структурой в единую функциональную молекулу белка. Такой белок с четвертичной структурой называется олигомером, а его полипептидные цепи с третичной структурой — протомерами или субъединицами
15. Стабилизация четвертичной структуры многочисленные ионные (солевые), водородные, а в некоторых случаях и дисульфидные связи прочно удерживают субъединицы в виде организованного комплекса. 16. ПОЛИПЕПТИД, химическое вещество, состоящее из длинной цепи АМИНОКИСЛОТ, связанных пептидными связями. Белки это биополимеры сложного строения, мак ромолекулы (протеины) которых, состоят из остатков аминокислот, соединен ных между собой амидной (пептидной ) связью. Кроме длинных полимерных цепей, построенных из остатков аминокислот (полипептидных цепей), в макромолекулу белка могут входить также остат ки ли молекулы других органических соединений. и Белки имеют трехмерную организацию! 17. Четвертичная структура комплекса имеет важное значение для функции, которую выполняет белок. Одинаковые по субъединичному составу, но отличающиеся взаимным расположением субъединиц, белковые комплексы могут радикально отличаться по проявляемым ими своим физическим и химическим свойствам. Такая ситуация, по видимому, имеет место, например, в случае олигомерных ферментов, когда наблюдается аллостерическая регуляция каталитической активности низкомолекулярными эффекторами. Конформация как отдельных цепей, так и молекулы гемаоглобина в целом может меняться, приводя к образованию форм гемоглобина с различным сродством к кислороду.
Скачать презентацию Фолдинг белков Иерархия белковых структур Глобула
Фолдинг белков.ppt