Способы изучения четвертичной структуры

•Метод рентгеноструктурного анализа;

•Метод ядерно-магнитного резонанса.

•Мягкая диссоциация четвертичной структуры

(слабые кислоты, мочевина, гуанидинхлорид; например, гемоглобин диссоциирует в слабых кислотах α2β2Æ 2αβ),

изучение структуры мономеров

• Жесткая денатурация молекулы с помощью

додецилсульфата натрия, определение молекулярной массы мономеров (седиментационный анализ, гельфильтрация, SDS-электрофорез)

Функциональное значение четвертичной структуры белка

1. Объединение нескольких взаимосвязанных функций в одной структуре (РНК-полимераза,

многие полиферментные комплексы);

2. Архитектурная функция (24 субъединицы ферритина

формируют полость для хранения оксида железа);

3. Обеспечение множественных взаимодействий белка с протяженными структурами (Ig,

некоторые ДНК-связывающие белки);

4. Регуляторная функция (В основе лежит способность

передавать структурные перестройки одной субъединицы на другие - глобины, G-белки).

Иерархия структурной организации белков

Первичная структура

(аминокислотная последовательность)

Вторичная структура

Супервторичная структура

Домены

Третичная структура

(основа функционирования любого белка)

Четвертичная структура

(ансамбль субъединиц)

Cупервторичная, доменная и четвертичная структуры могут не 27

присутствовать в некоторых белках (не подчеркнуты).

Морфины (Morpheeins)

•Термин морфин (от английского «to morph» – изменять форму, трансформироваться, превращаться) был предложен для описания альтернативных ансамблей четвертичной структуры одного и того же белка, которые обладают различными функциональными характеристиками (Eileen Jaffe, Fox Chase Cancer Center, Philadelphia).

•Морфины заданного белка имеют одинаковую аминокислотную последовательность и при этом отличаются по вторичной и третичной структуре, что в свою очередь определяет различную четверичную структуру.

Единственно доказанным на данный момент белком с морфиновой природой является фермент порфобилиногенсинтаза (ПБС)

(8-Аминолевулинатдегидратаза, КФ 4.2.1.24)

•ПБС катализирует уникальную реакцию ассиметричной конденсации двух молекул δ–аминолевулиновой кислоты с образованием порфобилиногена.

•Эта реакция является первой общей реакцией в биосинтезе тетрапирролов – молекул, необходимых для клеточного дыхания и фотосинтеза (гем, хлорофилл, витамин В12).

•Охарактеризованы морфиновые формы ПБС из следующих организмов: человека, Escherihia coli, Pseudomonas aeruginosa, Vibrio cholerae, Pisum savitum.