3D-структура белков (введение во введение и повторение школьных знаний) А.Б.Рахманинова, Д.А.Равчеев, 2009. - презентация

1 3D-структура белков (введение во введение и повторение школьных знаний) А.Б.Рахманинова, Д.А.Равчеев, 2009

2 Что такое белок? Белок – линейный гетерополимер, мономерами которого являются L- -аминокарбоновые кислоты L-аланин

3 Пептидная связь Пептидные связи Остаток 1 Остаток 3 Остаток 2

4 Пептидная связь Пептидная связь прочнее, чем другие амиды Атомы пептидного звена ( C -C-N- C ) лежат в одной плоскости Валентные углы у атомов С и N примерно равны 120 Вращение вокруг связи C-N затруднено Возможны cis- и trans-конфигурации; в белках преобладают trans Карбонильный кислород – хороший акцептор водорода, а амидный азот – хороший донор водорода

5 Вращения вокруг связей в остове белка

6 Двугранные (торсионные) углы

7 Двугранные (торсионные углы) Могут принимать значения от –180 0 до B D совмещается с B A поворотом против часовой стрелки B D совмещается с B A поворотом по часовой стрелке Построим проекции всех связей на плоскость, перпендикулярную связи В-С

8 Вращения вокруг связей в остове белка - ? теоретически: от –180 О до +180 О

9 Карта Рамачандрана: даже в полиглициновой цепи существуют стерические ограничения Карта запрещенных ( ) конформаций глицина

10 Уровни организации структуры белка 1.Первичная структура 2.Вторичная структура 3.Укладка (fold) 4.Третичная структура 5.Четвертичная структура

11 Первичная структура Первичная структура – это аминокислотная последовательность: Met-Ala-Gly-Trp-Ala-Val-Asp……..

12 Вторичная структура Вторичная структура белка – это упорядоченные расположения атомов основной цепи полипептида, безотносительно к типам боковых цепей (групп) и их конформациям. Если упорядоченность такова, что двугранные углы одинаковы у всех остатков, то говорят о регулярной вторичной структуре. Регулярными вторичными структурами являются спирали и – структуры. Пример нерегулярной вторичной структуры – –поворот ( –изгиб, реверсивный поворот).

13 Вторичная структура Любую регулярную структуру можно представить в виде линейной группы, т.е. спирали. Спираль можно описать с помощью следующих параметров: d – смещение вдоль оси, в расчете на 1 элемент (атом С ), r – расстояние от С –атома до оси, n – число элементов на один виток спирали, хиральность (направление закрутки) определяется знаком, «+» - правозакрученные структуры, «-» – левозакрученные. /Г.Шульц, Р.Ширмер «Принципы структурной организации белков»/

14 Регулярные вторичные структуры

15 Укладка (fold) Укладкой называют организацию в пространстве элементов регулярной вторичной структуры -спиральные белки

16 -структурные белки

17 / -белки Пример белка с двумя разными структурными доменами

18 куеукеуеке

19 Третичная структура Третичной структурой называют расположение в пространстве всех атомов одной полипептидной цепи. Т.о. описание третичной структуры включает в себя описание элементов вторичной структуры, описание типа укладки, описание структуры петель, описание конформаций боковых групп всех аминокислотных остатков.

20 Третичная структура Третичной структурой называют расположение в пространстве всех атомов одной полипептидной цепи. Т.о. описание третичной структуры включает в себя описание элементов вторичной структуры, описание типа укладки, описание структуры петель, описание конформаций боковых групп всех аминокислотных остатков.

21 Гидрофобные взаимодействия – главный фактор, заставляющий глобулу свертываться 4,0 Å

22 Вспомогательные взаимодействия: водородные связи 3,5 Å

23 Ионные пары 3,1 Å

24 Дисульфидные мостики характерны для секретируемых белков

25 От четвертичной структуры к молекулярным машинам

26