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 7384 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Зонд "Мессенджер" составил первую в истории полную карту Меркурия

08-03-2013 Просмотров:9336 Новости Астрономии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Зонд "Мессенджер" составил первую в истории полную карту Меркурия

Зонд НАСА "Мессенджер" закончил картографирование поверхности Меркурия, создав первую в истории полную карту ближайшей к Солнцу планеты. Зонд НАСА "Мессенджер" "Теперь мы можем сказать, что мы засняли с орбиты каждый квадратный...

Развитие головы у животных началось с безголовых актиний

21-02-2013 Просмотров:11021 Новости Эволюции Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Развитие головы у животных началось с безголовых актиний

Исследователи из Венского университета (Австрия) вместе с норвежскими коллегами из Бергенского университета обнаружили, что голова у животных начала развиваться ещё до своего появления. Речь идёт, разумеется, о генетическом аппарате, который...

Большие мышехвосты переживают зиму на муравьином жиру

25-10-2013 Просмотров:8936 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Большие мышехвосты переживают зиму на муравьином жиру

Летучие мыши, откликающиеся на имя большие мышехвосты, как и многие их сородичи, впадают в зимнюю спячку, для чего в течение лета активно накапливают жировые запасы. Однако и запасы эти, и способ...

У стрекоз нашли избирательное внимание

22-12-2012 Просмотров:10244 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

У стрекоз нашли избирательное внимание

В психологии есть понятие избирательного (выборочного) внимания, под которым подразумевается способность концентрироваться на каком-то одном элементе сложного раздражителя и пренебрегать остальными. Например, когда теннисист собирается отбить летящий к нему мяч,...

Отцом сказочных единорогов был древний китайский носорог

25-06-2013 Просмотров:9615 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Отцом сказочных единорогов был древний китайский носорог

Прототипом сказочных единорогов считается вымерший носорог эласмотерий, единственный среди своих родственников обладатель рога, растущего не на конце морды, а прямо посередине лба. Предка этого удивительного зверя раскопали совсем недавно на...

top-iconВверх

© 2009-2023 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.