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 5336 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Палеонтологи обнаружили в останках ихтиозавра эмбрион детеныша

29-08-2017 Просмотров:1126 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Палеонтологи обнаружили в останках ихтиозавра эмбрион детеныша

Эмбрион детеныша обнаружен в утробе самки ихтиозавра, останки которой нашли в 1990-е годы среди окаменелостей на морском побережье графства Сомерсет в Великобритании. Об этом в понедельник сообщило агентство Press Association со...

Живые микроорганизмы сохранились почти полмиллиона лет

13-10-2011 Просмотров:7167 Новости Микробиологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые из японского Агентства науки и технологии по изучению недр океана обнаружили живые микроорганизмы в слое грунта, возраст которого составляет 460 тысяч лет. Исследуемый слой грунта залегал на глубине 200...

Гены рака возникли на заре эволюционного развития жизни на Земле

26-06-2014 Просмотров:4833 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Гены рака возникли на заре эволюционного развития жизни на Земле

Ученые выяснили, что даже у пресноводных полипов-гидр, простейших многоклеточных существ, могут развиваться злокачественные опухоли. Это значит, что раковые заболевания являются неотъемлемым следствием многоклеточности. На снимке справа больная раком гидра, слева здоровая....

Жизнь у красных карликов: шансы растут?

07-02-2013 Просмотров:10524 Новости Астрономии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Жизнь у красных карликов: шансы растут?

Используя открытые данные, полученные космическим телескопом «Кеплер», астрономы из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (США) провели самостоятельный анализ исследованных красных карликов и пришли к выводу, что 6% из них имеют пригодные для...

Палеобиолог вычислил самое древнее ядовитое существо

05-06-2010 Просмотров:10275 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Палеобиолог вычислил самое древнее ядовитое существо

О том, что конодонты (conodonts), миниатюрные морские существа, появившиеся на Земле около 500 миллионов лет назад, могут быть первыми ядовитыми животными планеты, впервые задумался профессор Хуберт Шанявский (Hubert Szaniawski) из...

top-iconВверх

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