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 8008 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Шея зауроподов была менее гибкая чем считалось раньше

16-08-2013 Просмотров:8846 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Шея зауроподов была менее гибкая чем считалось раньше

Новое теоретическое исследование, посвящённое страусам, показало, что компьютерная модель длинношеих зауроподов, использованная для моделирования движений динозавров в документальном фильме Би-би-си «Прогулки с динозаврами» и ставшая основой для экспозиции в Американском музее...

Мшанки подтвердили потепление в Антарктике

23-02-2011 Просмотров:12683 Новости Метеорологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Мшанки подтвердили потепление в Антарктике

Использовав коллекции Роберта Скотта, ученые смогли изучить, как изменилась скорость роста морских организмов за более чем вековой промежуток времени. Колония мшанок О климатических изменениях в Антарктике ученым рассказали мелкие беспозвоночные животные...

В Аргентине обнаружен крупнейший из известных динозавров

11-08-2017 Просмотров:3909 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

В Аргентине обнаружен крупнейший из известных динозавров

Палеонтологи откопали в Аргентине 37-метрового длинношеего растительноядного динозавра, который весил как семь «КамАзов». Он является самым крупным и массивным из всех динозавров, найденных до сих пор. Реконструкция внешнего вида Patagotitan mayorum...

Леопардовая игуана кормит новорожденных фекалиями

16-01-2014 Просмотров:8517 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Леопардовая игуана кормит новорожденных фекалиями

Таким образом, детеныши получают полноценное питание, которое содержит здоровую дозу микробов, необходимых им для  выживания в условиях дикой природы, полагают исследователи. Самец чилийской игуаныЯщерицы, как группа пресмыкающихся, не особо радеют о подрастающем...

Как у общественных насекомых начиналась общественная жизнь

19-11-2011 Просмотров:9880 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Как у общественных насекомых начиналась общественная жизнь

Бумажные осы, по мнению учёных, демонстрируют нам промежуточный этап возникновения социальности у насекомых: их рабочие заботятся не только о яйцах королевы, но и о своих собственных, и они всё ещё...

top-iconВверх

© 2009-2024 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.