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 5865 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Зонд Rosetta "проспал" семь миллиардов километров

21-01-2014 Просмотров:5902 Новости Астрономии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Зонд Rosetta "проспал" семь миллиардов километров

Rosetta была запущена Европейским космическим агентством 10 лет назад, и осенью этого года она должна впервые в истории выйти на орбиту вокруг кометы, доставив к ней посадочный модуль, который должен...

Акулы частично потеряли зрение и нюх в процессе эволюции

10-10-2018 Просмотров:346 Новости Генетики Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Акулы частично потеряли зрение и нюх в процессе эволюции

Приспосабливаясь к жизни на глубоководье, некоторые акулы «потеряли» многие обонятельные рецепторы, а также большинство светочувствительных рецепторов, и полностью или почти полностью утратили способность к цветному зрению, сообщается в Nature Ecology&Evolution. К такому выводу пришли японские ученые, которые...

В янтаре найдено странное насекомое с головой-треугольником

26-01-2017 Просмотров:3287 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

В янтаре найдено странное насекомое с головой-треугольником

Ученые обнаружили в бирманском янтаре причудливое насекомое, которое нельзя отнести ни к одной из ныне существующих групп. Голова у него напоминает равнобедренный треугольник с глазами на вершинах. Aethiocarenus burmanicusОписание находки, подготовленное...

Нервные клетки тоже используют технологию stealth

27-02-2015 Просмотров:5101 Новости Нейробиологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Нервные клетки тоже используют технологию stealth

Исследователи из университета Carnegie Mellon обнаружили совершенно новую систему связей между нейронами и синапсами человеческого мозга. Сообщение об этом опубликовано в журнале Current Biology. Нервные связи в мозге человекаОказалось, что существует целая группа ингибиторных...

Рекорд бодрствования среди зверей и птиц

16-03-2016 Просмотров:4533 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Рекорд бодрствования среди зверей и птиц

На сегодняшний день рекорд бодрствования среди зверей и птиц принадлежит самцам дутышей. Эти арктические птицы способны не спать до 19 суток, используя это время для спаривания. ДутышЕжегодно дутыши отправляются за полярный круг, чтобы там заняться продолжением...

top-iconВверх

© 2009-2019 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.