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 5455 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Морские черепахи умеют определять не только широту, но и долготу

25-02-2011 Просмотров:10629 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Морские черепахи умеют определять не только широту, но и долготу

Биологи впервые показали, что животные оценивают изменение магнитного поля Земли не только с юга на север, но и с запада на восток. Причем способность эта врожденная. Морская черепахаНавигация морских животных во...

Ученые разоблачили переходное звено эволюции - четырехногую «змею»

02-11-2016 Просмотров:3028 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые разоблачили переходное звено эволюции - четырехногую «змею»

Палеонтологи выяснили, что древняя «змея» с четырьмя укороченными ногами, найденная в Бразилии, в действительности является морской ящерицей. Об этом свидетельствует строение ее зубов и содержимое желудка. Такой вывод канадские ученые Майкл...

У огромного динозавра был крошечный мозг

25-01-2013 Просмотров:7880 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

У огромного динозавра был крошечный мозг

Фабьен Кноль из Национального музея естествознания (Испания) и его коллеги проанализировали череп ампелозавра, жившего 70 млн лет назад. Останки этого гигантского динозавра были найдены в 2007 году в Куэнке при...

Амброзия помогает родственникам грибами

02-10-2012 Просмотров:10084 Новости Ботаники Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Амброзия помогает родственникам грибами

Растения амброзии каким-то образом узнают, кто растёт рядом, и если это ближайший родственник, то амброзия позволяет грибам микоризы распространиться так, чтобы и родственная особь могла воспользоваться их услугами. Амброзия полыннолистная, доставляющая...

Двусторонне-симметричные, билатеральные (Bilateria)

22-07-2013 Просмотров:17252 Билатеральные (Bilateria) Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Двусторонне-симметричные, билатеральные (Bilateria)

 Раздел: Двусторонне-симметричные, билатеральные (Bilateria)   Оглавление 1. Общие сведения о двусторонне-симметричных, билатеральных (Bilateria) животных 2. Происхождение двусторонне-симметричных (билатеральных) животных 1. Общие сведения о двусторонне-симметричных, билатеральных (Bilateria) животных Рис. 1. Махаон, Papilio machaonДвусторо́нне-симметри́чные или билатера́льные (лат. Bilateria) — раздел...

top-iconВверх

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