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 5579 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Динозавры оказались родом из Африки

13-05-2013 Просмотров:8835 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Динозавры оказались родом из Африки

Спустя 10 млн лет после Великого пермского вымирания на территории современной Африки появились животные, чьим прямым потомкам было уготовано править планетой десятки миллионов лет. Окаменевшие остатки самых первых динозавров обнаружили в...

Птицы ощущают бурю за 900 км

19-12-2014 Просмотров:5161 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Птицы ощущают бурю за 900 км

Птицы ощущают инфракрасное излучение, исходящее от урагана, считает американский орнитолог Генри Стреби (Henry Streby). В ходе эксперимента пять золотокрылых певунов, снабженных датчиками, внезапно снялись с места, — оказалось, что чтобы улететь от бури,...

Численность диких животных сократилась вдвое за 40 лет

30-09-2014 Просмотров:5003 Новости Экологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Численность диких животных сократилась вдвое за 40 лет

Численность популяций диких животных в мире за 40 лет сократилась больше, чем в два раза, говорится в новом исследовании Всемирного фонда природы. По данным организации, потери оказались гораздо более масштабными, чем...

Семенные растения перехимичили гидравлику папоротников

19-12-2010 Просмотров:10504 Новости Ботаники Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Семенные растения перехимичили гидравлику папоротников

Семенные растения сумели завоевать мир не только благодаря эффективному способу размножения, но и из-за нового способа регулировки водного баланса. Между растениями и атмосферой происходит постоянный газообмен, вход и выход регулируют...

В Африке нашли новую обезьяну

13-09-2012 Просмотров:11945 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

В Африке нашли новую обезьяну

Впервые за 28 лет в Африке обнаружен новый вид мартышек. Cercopithecus lomamiensisМесто обитания примата — Демократическая Республика Конго, где его называют «лесула». От своих ближайших родственников он отделён реками Конго и...

top-iconВверх

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