|
|
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
 |
|
Принципы структурной организации мембранных белков |
Наклейки для поощрения "Смайлики 2". 
Брелок LED "Лампочка" классическая. 
Чашка "Неваляшка". и способы ее предсказания для трансмембранных белков С высоким разрешением удалось установить структуру только одного класса мембранных белков – реакционного центра бактерий, однако и в этом случае положение белка относительно липидного бислоя не определено однозначно. Распространять принципы его организации на другие мембранные белки следует с осторожностью. Некоторую ясность может внести использование термодинамических принципов, а также учет того факта, что основная масса экспериментальных данных согласуется с предположением о высоком содержании в мембранных белках а-спиралей. Термодинамические факторы налагают определенные ограничения на то, какого типа белково-липидные структуры могут быть стабильными. Мембранные белки – это амфифильные соединения Любые мембранные белки, непосредственно контактирующие с гидрофобной сердцевиной липидного бислоя, должны быть амфифильными. Те участки полипептида, которые экспонированы в растворитель, скорее всего обогащены полярными и ионизируемыми аминокислотными остатками, а остатки, контактирующие с лилидными углеводородными цепями, должны быть в основном неполярными. Все это логически следует из энергетических принципов, рассмотренных в разд. 2.3.1. Заряженные или полярные аминокислоты вообще говоря могут находиться внутри бислоя, однако на это налагаются определенные ограничения. Рассмотрим три уровня амфифильных структур в мембранных белках: первичную, вторичную и третичную амфифильность. 1. Первичные амфифильные структуры содержат протяженный участок из преимущественно неполярных аминокислотных остатков, длина которого достаточна для пересечения бислоя. Такие структуры выявлены как в реакционном центре, так и в бактериородопсине. У этих белков все пронизывающие мембрану элементы являются а-спиральными. а-Спиральная структура предпочтительна потому, что при этом образуются все водородные связи, в которых могут участвовать атомы водорода полипептидного каркаса. Альтернативная структура, у которой отсутствует одна из водородных связей, менее стабильна примерно на 5 ккал / моль. Все это позволяет высказать предположение о том, что поворот полипептидной цепи внутри мембраны маловероятен. В местах поворота от трех до пяти аминокислотных остатков не смогли бы образовать водородные связи, и это дестабилизировало бы структуру примерно на 15–20 ккал / моль. В глобулярных, водорастворимых белках области поворота располагаются преимущественно на поверхности белковой глобулы, где амидные группы могут образовывать водородные связи с водой; по-видимому, в молекулах мембранных белков повороты также будут происходить лишь в экспонированных в воду участках. Не исключено, что 3-слой тоже может образовывать трансмембранные элементы, имеющие, например, форму /J-цилиндров, как в случае порина. Требования, предъявляемые к образованию водородных связей атомами водорода полипептидного остова в подобных структурах, могут быть удовлетворены, но лишь при условии взаимодействия между отдельными ^-цепями. Как такая структура может встраиваться в мембрану, не совсем ясно, а ограничения, налагаемые механизмами сборки мембранных белков, вообще неизвестны.
2. Вторичные амфифильные структуры. В таких структурах гидрофобные остатки периодически встречаются вдоль цепи, и при укладке полипептида в определенную вторичную структуру они образуют сплошную поверхность. Периодичность некоторых элементов вторичной структуры указана в табл. 1. В качестве примера белков, в которых вторичные амфифильные структуры, по-видимому, играют важную роль, можно привести порины. В них полярные и неполярные аминокислотные остатки в каждой из /3-цепей чередуются. Все полярные остатки находятся на одной стороне складчатого слоя, выстилая наполненную водой пору. Заметим, что все сказанное о порине носит гипотетический характер. Таблица 1. Параметры вторичной структуры Структура Периодичность или число остатков на виток Расстояние между остатками, А Радиус или ширина, А Неизогнутая 2,0 3,2–3,4 0,9–1,1 (З-цепь Изогнутая /З-цепь 2,3 3,3 1,0 Зю-Спираль 3,0 2,0 1,9 а-Спираль 3,6 1,5 2,3 а-спираль, в которой гидрофобные остатки встречаются через каждую вторую или третью мономерную единицу, должна иметь гидрофобную и полярную поверхности. Подобные структуры часто представляют в виде спирального кольца с указанием боковых цепей – так, как это сделано на рис. Вторичные амфифильные структуры могут возникать в ситуациях, схематически показанных на рис. ЗЛО. а.Поверхностно-активные сегменты белка; одна сторона спирали взаимодействует с гидрофобной областью липидного бислоя, а другая контактирует с водной фазой и полярной областью бислоя. Амфифильные а-спирали способны образовывать многие пептидные гормоны, а также разрушающие мембрану пептиды, например меллитин. б.Трансмембранные элементы; неполярная поверхность спирали обращена к липидной фазе, а полярная выстилает водный канал, пронизывающий бислой. Это весьма распространенная модель, построенная главным образом исходя из результатов исследования никотинового ацетилхолинового рецептора, функционирующего как химически возбудимый канал. Однако основанные на экспериментальных данных выводы о том, что мембрану пронизывает именно амфифильная спираль, вызвали возражения. Такой наполненный водой канал, как в порине, может образовать и амфифильная 3-цепь. в.Трансмембранные элементы; неполярная часть поверхности контактирует с липидами, а полярные группы – с полярными группами других трансмембранных элементов. Именно этот принцип лежит в основе «вывернутых» структур, каким предположительно является бактериородопсин. Полярные взаимодействия между амфифильными спиралями в принципе могли бы стабилизировать взаимодействия между субъединицами в олигомерных белках. 3. Третичные амфифильные структуры. Об их существовании можно говорить только предположительно. Их гидрофобная поверхность должна формироваться на уровне третичной структуры остатков, расположенных в самых разных участках полипептидной цепи. Подобные структуры могут быть характерны для белков, связывающихся с бислоем, но не имеющих четко выраженных гидрофобных доменов, определяемых по любому из указанных выше критериев. Возможным примером такого рода является а-лактальбумин. Ионизируемые аминокислотные остатки в трансмембранных сегментах Многие модели мембранных белков предполагают, что в их трансмембранных сегментах находятся ионизируемые остатки.
Эти остатки, вероятно, играют важную функциональную и / или структурную роль. В некоторых случаях эта роль однозначно установлена: 1) остатки лизина в бактериородопсине и родопсине образуют шиффовы основания с простетической группой ретиналя, что необходимо для светового возбуждения молекулы; 2) остатки гистидина в полипептидах реакционного центра бактерий участвуют в связывании с фотосинтетическими пигментами; 3) заряженные остатки в лактозопермеазе из Е. coli участвуют в осуществлении этим белком транспортных функций; возможно, эти остатки образуют сеть водородных связей внутри молекулы белка. Перенос заряженных групп из воды в среду с низкой диэлектрической проницаемостью внутри мембраны энергетически очень невыгоден, и эти группы необходимо каким-либо образом стабилизировать. Неоднократно предполагалось, что для стабилизации достаточно образования ионных пар, и этот принцип использовался при построении трехмерной модели бактериородопсина. Однако расчеты показали, что свободная энергия переноса ионной пары из воды в среду с низкой диэлектрической проницаемостью тоже весьма велика. Для дальнейшей стабилизации необходимы дополнительные полярные взаимодействия, возможно, с участием других полярных групп или с помощью водородных связей. В принципе даже одиночная заряженная группа внутри мембраны может стабилизироваться через взаимодействия с полярными группами и при участии водородных связей, эффективно делокализующих заряд. Можно привести несколько примеров изолированных, де-сольватированных ионов, стабилизированных за счет взанмодействий в водорастворимых белках. Аналогичные принципы, по-видимому, действуют в случае заряженных остатков трансмембранных сегментов интегральных белков. Однако представляется более вероятным, что ионизируемые аминокислоты нейтрализуются внутри мембраны за счет протонирования или депротонирования. Свободная энергия нейтрализации заряженных аминокислот, по оценкам, составляет примерно 10–17 ккал / моль. В отсутствие специфических условий для полярных взаимодействий, стабилизирующих заряженный остаток в трансмембранном сегменте, он скорее всего будет нейтрализован. Заряженные аминокислоты в сегментах, экспонированных в водную среду Как мы уже говорили, заряженные остатки распределены между двумя сторонами реакционного центра бактерий асимметрично. Такая асимметрия характерна и для некоторых других внутренних мембранных белков бактерий. Так, основные остатки Lys и Arg в четыре раза чаще встречаются в тех соединяющих трансмембранные элементы участках, которые расположены на внутренней стороне мембраны, а не на наружной. Для кислых остатков Asp и Glu подобная тенденция не выявляется. Возможно, эта асимметрия связана с механизмом сборки мембранного белка, но как именно – неясно. Более того, неизвестно, можно ли обобщить это наблюдение и имеет ли оно какую-либо предсказательную ценность. В глобулярных, водорастворимых белках остатки пролина редко находятся в серединной части а-спирали. По данным исследований 58 белков, содержащих 331 а-спираль, выявлено 30 таких случаев. В половине из них пролин располагался в местах повреждения спирали, а в остальных случаях находился в области искривления или нерегулярности структуры.
Липидная часть мембраны приблизительно одинакова у клеток всех типов. Что делает одну мембрану отличной от другой, так это специфические белки, которые связаны с мембраной тем или иным способом. Белки, которые фактически встроены в двойной липидный слой, называются внутренними белками. Другие белки, периферические мембранные белки прикреплены к мембранной поверхности, но не являются неотъемлемой частью ее структуры. В связи с тем, что мембранные липиды жидкости, даже внутренние белки часто могут свободно перемещаться с места на место путем диффузии. Однако в некоторых случаях белки жестко закрепляются с помощью вспомогательных структур. Мембранные белки всех клеток распадаются на пять классов: насосы, каналы, рецепторы, ферменты и структурные белки. Насосы расходуют метаболическую энергию для перемещения ионов и молекул против концентрационных градиентов и поддерживают необходимые концентрации этих молекул в клетке. Поскольку заряженные молекулы не могут пройти через сам двойной липидный слой, клетки приобрели в процессе эволюции белковые каналы, обеспечивающие избирательные пути для диффузии специфических ионов
1. Организация, ее виды и структура
2. Виды удержаний из заработной платы и организация их учета
3. Виды рисков внутренней и внешней среды организации и учет их при управлении
4. Межбюджетные отношения, их содержание, развитие и принципы организации
5. Развитие представлений о Вселенной
9. Развитие представления о культуре Жана Жака Руссо
10. Развитие представлений о природе тепловых явлений и свойств макросистем
11. ПРИНЦИП организации работы районных судов РФ
12. Развитие представлений о смысловых образованиях личности в деятельностном подходе
13. Рыночная экономика: механизм, принципы организации, недостатки и преимущества
16. Управление: основные понятия, система управления, ее признаки, принципы организации деятельности
Дополнение "Геометрика Extra" к настольной игре "Геометрика", новая версия. 
Готовальня "Stop System", 3 предмета. 
Пазл "Киты", 66 деталей. 17. Организация, оформление и учет лизинговых операций в кредитных организациях
18. Принципы организации и деятельности банка
19. Принципы организации и проведения банковских операций на примере АКБ "Индустриалбанк"
20. Безналичный денежный оборот: формы и принципы организации
25. Принципы организации судебной власти
26. Разделение властей как принцип организации и деятельности государственных органов России
27. Функции и основные принципы организации местного самоуправления
28. Разработка программы представления табличных данных в виде диаграммы прямоугольников
29. Историческое развитие представлений о культуре
30. Развитие представлений о культуре в отечественной и зарубежной культурологии
31. Принципы организации реабилитации больных с последствиями повреждений кисти
32. Организация и организационная теория (по книге Дафта Р. "Организации")
Машинка закаточная (улитка, полуавтомат) "Мещера-1". 
Игра магнитная "Одевашки. Настя". 
Подушка, с лузгой гречихи, 40x60 см. 33. Совершенствование организации труда в учреждениях здравоохранения на основе принципов НОТ
34. Роль дидактических игр и упражнений в развитии представлений о геометрических фигурах
35. Государство: сущность и принципы организации
36. Основные принципы организации и функционирования производства на машиностроительном предприятии
37. Основные задачи и принципы организации государственной статистики в Российской Федерации
41. Принципы организации налоговой системы РФ
42. Экономическое содержание и принципы организации доходов бюджета
44. Особенности развития, структурная и функциональная организация суперЭВМ
45. Структурные уровни организации материи. Микро, макро, мега миры
46. Структурные уровни организации материи
47. Память. Функционально-структурная организация
48. Структурно-функциональные параллели в организации кортикального ядра миндалевидного комплекса
Глобус Марса. 
Блюдо "Пасхальное", диаметр 22 см. 
Набор детских столовых приборов Apollo "Fluffy", 2 предмета. 49. Структурная организация ландшафтов Донского ледника
50. Структурно-функциональная организация генетического материала
51. Государство как политическая, структурная и территориальная организация общества
52. Структурная организация кондитерского цеха
53. Структурные проблемы организации научных исследований и условия их организации
59. Виды конфликтов в организации
62. Организация сестринского контроля за развитием ребенка
63. Новый вид коммуникаций организации: Intranet
64. Внутрифирменное обучение как технология развития кадрового потенциала организации
Микрофон-караоке "Чунга-чанга". 
Набор "Мимимишки. Кеша и Лисичка" (3 предмета). 
Паста-гель зубная детская "Weleda", 50 мл. 65. Кадровый менеджмент на разных стадиях развития организации
66. Определение и обоснование видов и режимов структурной обработки сплава Cu+2,3%Be
67. Возникновение, развитие и организация аудиторских проверок и ревизий
68. Организация электронной торговли и перспективы ее развития
69. Организация сбора данных в отдельных видах исследования
73. Основные направления организации и развития туристической фирмы на примере ООО "Карланж"
74. Организация страхового дела в России и проблемы его развития
76. Организация бухгалтерского учета в Министерстве экономического развития и торговли
77. Расчеты по специальным видам платежей в бюджетных организациях
79. Организация и развитие отечественной исторической науки в 1917 - начале 30-х гг.
80. Маркетинговая и финансовая стратегия развития организации
Настольная игра "День вождей". 
Гамачок для купания. 
Набор для уборки Vileda "Ultramat": швабра со сборной ручкой+ведро с отжимом. 81. Организация развития электронной торговли
82. Всемирная торговая организация и экономическое развитие России
83. Современные структурные и региональные сдвиги в развитии мирового хозяйства
84. Анализ стратегии инновационно-технологического развития организации
85. Инновационное развитие организации
89. Миссия организации как перспектива ее развития
90. Организация и государственная система. Виды и типы организаций
91. Организация свободного времени как фактор развития персонала
92. Понятие организации, виды и признаки
93. Профессиональное обучение персонала как аспект развития организации
94. Развитие отечественных концепций организации
95. Развитие системы мотивации в организации
96. Стратегическое развитие организации: внутренний и внешний рост
Набор подарочный для новорождённого "Моя малышка". 
Набор керамической посуды Disney "Холодное сердце. Эльза", 3 предмета (в подарочной упаковке). 
Подставка для колец "Слоник", арт. 62258. 97. Виды и организация мониторинга
98. Современная организация и перспективы развития ведомственных архивов в РФ
99. Календари природы: значение, виды и методика организации работы с ними в дошкольном учреждении
100. Роль общественных организаций в развитии гражданского общества
