Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Новости>>Новости Эволюции>>Эволюция меняет движения белков, не трогая их трёхмерной структуры

Понедельник, 30 Сентябрь 2013 23:35

Эволюция меняет движения белков, не трогая их трёхмерной структуры

Автор 

Когда говорят об эволюции на уровне белковых молекул, обычно имеют в виду изменения в аминокислотной последовательности, которые влекут за собой перестройки в трёхмерной структуре белка. А перемены в последней ведут к изменениям в функционировании белковой молекулы, которая таким образом приспосабливается к новым условиям работы, к новым требованиям клетки и всего организма, выживающего в столь непостоянной окружающей среде. 

Однако бывает так, что эволюционные изменения в работе белковой молекулы проходят независимо от изменений в её трёхмерном портрете. Как раз такой случай описывают в Nature Structural and Molecular Biology Питер Райт и его коллеги из Института Скриппса (США). Исследователи занимались дигидрофолат-редуктазой, которая участвует в метаболизме нуклеотидов и имеется почти у всех живых организмов.

Модель молекулы ацетинхолинэстеразы; красными многоугольниками обозначены аминокислотные остатки связывающего центра фермента с ацетилхолином посередине. (Фото Manuel C.; Dr. Peitsch.)Модель молекулы ацетинхолинэстеразы; красными многоугольниками обозначены аминокислотные остатки связывающего центра фермента с ацетилхолином посередине. (Фото Manuel C.; Dr. Peitsch.)Как и любой фермент, дигидрофолат-редуктаза во время работы претерпевает некие структурные изменения, и несколько лет назад учёные уже сообщали о том, как эффективность этого фермента зависит от его динамики и гибкости.

На сей раз исследователи сравнивали динамику фермента и его строение у разных организмов, особое внимание уделяя белку бактерий и белку человека. Оказалось, что, несмотря на огромную эволюционную дистанцию между нами и кишечной палочкой, дигидрофолат-редуктазы у нас и бактерий довольно схожи и по аминокислотной последовательности, и по 3D-структуре. При этом белки кишечной палочки и человека демонстрируют разную конформационную динамику, или, проще говоря, манеру движения. 

Фермент захватывает какие-то вещества, что-то с ними делает в активном центре и выпускает обратно в среду некий продукт. Это сопровождается движениями частей молекулы. У бактерий участки полипептидной цепи дигидрофолат-редуктазы совершают для этого относительно широкие движения; у человеческого фермента эти перемещения более, если можно так выразиться, сдержанные, и при этом они точнее. И, главное, рабочие конформационные изменения у нашего фермента осуществляются за счёт иного механизма. 

Разница в пластичности, в рабочей динамике фермента произошла за счёт возможностей, заключённых приблизительно в одном и том же пространственном «портрете» и, что особенно важно, из-за разных условий работы, с которыми фермент сталкивается в бактериальной и человеческой клетке. Наш фермент настроен на работу именно в клетке человека и в бактериальных условиях не действует: слишком высокие концентрации конечного продукта, присутствующие в кишечной палочке, просто подавляют его активность. 

То, что белок не может переключиться с одной манеры движения на другую, говорит о том, что разная динамика молекул всё же как-то запечатлена в мутациях, в аминокислотной последовательности, и теперь исследователи попытаются эти мутации расшифровать.

Пока же полученные данные говорят о том, что эволюция белковых молекул не обязательно выбирает мишенью трёхмерную структуру и влияет на работу белка только через изменения в 3D-портрете. Видимо, динамическая пластичность сама по себе может подвергаться давлению естественного отбора, когда изменения в аминокислотной последовательности почти не отражаются на пространственной структуре, но сказываются на движениях белковой молекулы.


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Прочитано 5291 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Предыдущая Следующая

Альпийский тритон оказался "самым умелым хищником"

27-11-2013 Просмотров:6163 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Альпийский тритон оказался "самым умелым хищником"

Вопрос «Какой хищник самый умелый?» уместен в детском мультфильме, где не нужно слишком уж погружаться в тонкости экологической науки, — ведь понятно, что каждый хищник приспособлен для жизни в собственной...

Фракталы помогли рангеоморфам захватить Землю

12-08-2014 Просмотров:4923 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Фракталы помогли рангеоморфам захватить Землю

Первые многоклеточные обитатели Земли коренным образом отличались от всех современных животных и не имеют аналогов среди знакомых нам существ. Палеонтологи Кембриджского университета предложили свою математическую модель, объясняющую появление, развитие и...

Выживание видов зависит от состояния иммунных генов в популяциях

09-11-2011 Просмотров:6726 Новости Генетики Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Выживание видов зависит от состояния иммунных генов в популяциях

Разные варианты генов иммунных белков цитокинов определяют, выживет та или иная популяция либо нет. Неудачные варианты таких генов могут поставить под угрозу исчезновения целый вид, и иммунная генетика должна учитываться...

Около Скалистых гор обнаружены следы молодых зауроподов

04-11-2010 Просмотров:7171 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Около Скалистых гор обнаружены следы молодых зауроподов

Сотрудники Музея естественной истории в Моррисоне отыскали в предгорьях Скалистых гор цепочки следов молодых зауроподов.  Один из отпечатков лап молодого зауропода (фото Morrison Museum of Natural History, Matthew T. Mossbrucker) Возраст...

Восстановлена ДНК пещерного медведя

17-09-2013 Просмотров:5519 Новости Генетики Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Восстановлена ДНК пещерного медведя

Митохондриальную ДНК пещерного медведя, жившего 300 тысяч лет назад на территории современной Испании, восстановила международная группа ученых. Успех секвенирования обусловил новый метод, позволяющий "склеивать" молекулы наследственности из коротких обрывков. Пещерный медведь Продвинутую...

top-iconВверх

© 2009-2018 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.