10. Третичная и четвертичная структура белков. Структурирующие факторы (силы). Глобулярные и фибриллярные белки.

Третичная структура белковой молекулы описывает полную трехмерную архитектуру белка, в том числе и простетической группы, если она имеется. Др. словами, она характеризуется определённой пространственной ориентацией полипептидной цепи или способом укладки вторичных структур в компактную структуру определённого объёма. Стабилизация тр. Стр-ры белка кроме ковалентных связей ( пептидных и дисульфидных) обеспечивается: *электростатическими силами притяжения между боковыми цепями с противоположно заряженными ионными группами (ион-ионные взаимодействия); * водородными связями м-ду группами, не участвующими в образовании пептидной связи, например, м-ду остатками тирозина и глутаминовой кислоты; * водородными связями пептидных группировок спиральных структур типа складчатого листа; Гидрофобными взаимодействиями м-ду неполярными боковыми радикалами аланина, лейцина и др неполярных АК; * Взаимодействиями в простетической группе, напр, м-ду ионом металла и различными R-группами.

Образование и функционирование тр. Структуры белка обеспечивают слабые взаимодействия м-ду боковыми радикалами полипептидных цепей, и этих сил взаимодействий достаточно для защиты белков от действия повреждающих факторов внутри клетки. Однако, для белков- ферментов ЖКТ, инсулина и др гормонов в крови необходимы доп. Силы для защиты от более жесткой внеклеточной среды. Такая защита достигается образованием ковалентных дисульфидных связей м-ду пространственно сближенными остатками цистеина. Дисульфидные связи весьма эффективно стабилизируют структуру белка, они не разраваются при умеренном нагревании, и белки, содержащие эти связи, во многих случаях отличаются термостойкостью. В зависимости от укладки полипептидной цепи молекулы белков бывают глобулярные (шароподобные) и фибриллярные (нитеподобные). Две или несколько а- спирали могут закручиваться одна вокруг другой, как тяжи в канате. А-Спирализованная суперспираль содержится в кератине шерсти.ю волос, перьев, ногтей, когтей, рогов, эпидермисе кожи, миозине и тропомиозине мышц, фибрине в сгустках крови. Из фибриллярных белков наиболее изучен коллаген. Четвертичная структура белка. Белки, состоящие из нескольких полипептидных цепей, соединённых нековалентными связями, характеризуются четв. Структурой. Она характеризуется способом укладки отдельных полипептидных цепей, обладающих одинаковыми или разными первичными, втор, третичными уровнями структурной организации, в функционально активный комплекс. Белки такого типа называют олигомерными, мультимерными или субъединичными комплексами. Состав и стехиометрия этих белков обычно постоянны. Строгое объединение субъединиц происходит благодаря наличию на их поверхности комплементарных участков для «узнавания» друг друга. В природе чаще встречаются димеры, тетрамеры и гексамеры, хотя известны и олигомеры с большим числом субъединиц. Гомогенные олигомеры состоят из одинаковых субъединиц, а гетерогенные – из разных. Стабилизация четвертичной структуры поддерживается за счёт электростатических, водородных связей и годрофобных взаимодействий м-жу боковыми цепями, расположенными вблизи поверхности каждого протомера. Наиболее полно изучена четв стр-ра гемоглобина, молекула которго имеет почти правильную глобулярную форму диаметром 0,55 нм. 4 цепи (2а и 2в) гемоглобина расположены в виде тетраэдра. У каждой субъединицы в углублении на наружной стороне молекулы содержится гем. Расстояние м-ду двумя ближайшими атомами железа составляет 0. 25 нм. Каждая а-цепь связана тесно с двумя в-цепями, в то время как м-ду двумя а- или в-сцбъединицами связь незначительна. Для многих белков с четв. Структурой хар-но явление кооперативности. Свойство это тесно связано с явлением аллостеризма. Субъединицы связаны м-ду собой, и белки обладают конформационной лабильностью. Первоначальное связывание лиганда с одной субъединицей вызывает изменение конформации последующих субъединиц и всей молекулы белка. Конформационные изменения, произошедшие в других субъединицах, облегчают связывание следующего лиганда, что вызывает новые конформац-е изменения в белке и ускорение связывания очередного лиганда и так далее.