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 5928 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Открыт новый вид вымерших дельфинов

04-11-2010 Просмотров:7815 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Открыт новый вид вымерших дельфинов

    Клас Пост (Klaas Post) и Эрвин Компанье (Erwin Kompanje) из Национального музея естествознания Роттердама (Natuurhistorisch Museum Rotterdam) исследовали череп неизвестного существа и пришли к выводу, что останки принадлежат...

Почему чешуя арапаимы (пираруку)не боится челюстей пираний

16-10-2013 Просмотров:6470 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Почему чешуя арапаимы (пираруку)не боится челюстей пираний

Пираньи! Наверное, все знают об этих злобных рыбах с бульдожьим прикусом, стаи которых в мгновение ока разносят на клочки быка, если только почувствуют в воде его кровь. В массовой культуре...

Зачем нужен асимметричный мозг

10-02-2014 Просмотров:6509 Новости Нейробиологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Зачем нужен асимметричный мозг

Мы знаем, что левая и правая половины мозга работают по-разному. Но как это «по-разному» сказывается на эффективности? «По-разному» ведь не обязательно значит, что для мозга это лучше, что асимметричный мозг...

Африканские рыбы оказались самыми скороспелыми позвоночными

06-09-2013 Просмотров:7519 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Африканские рыбы оказались самыми скороспелыми позвоночными

Африканские рыбы нотобранхии Nothobranchius kadleci и Nothobranchius furzeri достигают половой зрелости в рекордные сроки — всего лишь за 17–18 дней с момента появления на свет. Нотобранхии N. kadleci достаточно 17 дней,...

Открыта связь между «полярной воронкой» и течениями Атлантики

28-09-2012 Просмотров:7119 Новости Метеорологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Открыта связь между «полярной воронкой» и течениями Атлантики

Ветра, дующие на высоте 15-30 километров, могут воздействовать на течения на глубине полутора километров. Американские ученые из Университета Юты в Солт-Лейк-Сити смогли доказать,что периодические изменения скорости полярных ветров в стратосфере оказывают...

top-iconВверх

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