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 5766 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Палеонтологи разработали 3D реконструкцию ихтиостеги

25-05-2012 Просмотров:8100 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Палеонтологи разработали 3D реконструкцию ихтиостеги

Ихтиостега, вопреки картинкам из школьных учебников, не могла бегать на четырех ногах, она лишь ползала, подобно тюленю. Процесс выхода позвоночных на сушу не первое столетие занимает палеонтологов. На роль первых животных,...

Эксперты полагают, что киты могут выбрасываться на сушу из-за шума

22-02-2013 Просмотров:8356 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Эксперты полагают, что киты могут выбрасываться на сушу из-за шума

Точная причина того, почему киты и дельфины выбрасываются на сушу, не известна ученым, однако предположительно чувствительные к шуму млекопитающие сводят счеты с жизнью из-за болезней и глухоты, заявил комиссионер РФ...

Нервные клетки тоже используют технологию stealth

27-02-2015 Просмотров:5019 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...

Муравьи завоевали мир благодаря инцесту

08-02-2011 Просмотров:8768 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Муравьи завоевали мир благодаря инцесту

Большинство биологов считает, что близкородственное скрещивание эволюционно невыгодно, поскольку понижает генетическое разнообразие потомков. Однако иногда подобное скрещивание может, наоборот, принести пользу популяции. Считается, что именно привычка к близкородственным бракам помогла...

Ребенок-палеоиндеец упокоился в костре

04-03-2011 Просмотров:8783 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ребенок-палеоиндеец упокоился в костре

В центральной Аляске среди остатков дома, насчитывающего 11 500 лет, найден   скелет кремированного ребенка. Находка показала ученым неизвестные стороны жизни   первых «колонизаторов» Америки. Раскопки 11500 летнего дома на Аляске    Исследование, которое...

top-iconВверх

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