Тема 2 - Белки-лекция 3

Денатурированный белок может выпадать в осадок. Будет ли белок выпадать в осадок при денатурации, зависит от условий и от природы денатурирующего воздействия.

Ренатурация белка.

Если белок при денатурации остался в растворе, он может быть ренатурирован при возвращении условий к нативному диапазону (при удалении денатурирующего агента.) Эффективность процесса ренатурации в растворе может быть разной для разных белков. (С ренатурацией конкурирует такой процесс как агрегация).

Опыты с РНКазой А.

Добавление мочевины + меркаптоэтанола = потеря активности

Удаление мочевины, затем удаление меркаптоэтанола, медленное окисление = восстановление активности.

Удаление меркаптоэтанола, мочевина остается, медленное окисление, затем удаление мочевины = «разболтанный» белок (дисульфидные мостики расположены неправильно почти у всех молекул белка), активность практически отсутствует.

В присутствии следовых количеств меркаптоэтанола «разболтанный» белок медленно переходит в нативную форму за счет перераспределения дисульфидных связей. (Меркапроэтанол катализирует перераспределение дисульфидных связей).

Процесс формирования трехмерной структуры белка – сворачивание (фолдинг) белка.

Фолдинг белка происходит, в нормальных условиях, самопроизвольно и не требует дополнительных внешних механизмов. Первичная структура белка полностью определяет его уникальную трехмерную структуру.

Следствия:

белок одного организма может быть получен в результате экспрессии гена этого белка в другом организме. Белок при этом будет иметь ту же самую трехмерную структуру, какую он имеет в исходном организме. (Если для приобретения этой структуры не нужна специфическая модификация, отсутствующая у организма - продуцента).

Методы определения трехмерной структуры:

Рентгеноструктурный анализ. Необходимо получение белковых кристаллов.

Ядерный магнитный резонанс. Современные методы многомерного ЯМР в сочетании с компьютерным моделированием позволяют определить третичную структуру небольших белков. Однако, с ростом ММ белка определение его структуры методом ЯМР становится очень сложным.

Динамика белковой структуры

Атомы в белковой структуре совершают тепловые движения.

Амплитуда этих движений различна.

Боковые цепи аминокислот на поверхности белка могут совершать движения с относительно большой амплитудой.

Боковые цепи внутри структуры белка и остов белковой молекулы обладают значительно меньшей свободой движений.

Белковый остов более подвижен в «петлях» соединяющих элементы упорядоченных вторичных структур и гораздо менее подвижен в участках упорядоченных вторичных структур.