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 5247 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Царство (лат. regnum)

26-09-2012 Просмотров:6311 Словарь Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ца́рство (лат. regnum) — иерархическая ступень научной классификации биологических видов. Таксон самого высокого уровня среди основных. Исторически выделяют пять основных царств живых организмов: Животные, Растения, Грибы, Бактерии (или дробянки) и Вирусы. С...

Бактерии проводят электроны по белковым «проводам»

28-03-2013 Просмотров:8033 Новости Микробиологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Бактерии проводят электроны по белковым «проводам»

Морские бактерии Shewanella oneidensis используют для дыхания неорганические субстраты, к примеру, минералы, сложенные из оксидов железа. Минерал, словно это наш кислород, служит для бактерий окислителем: на него переносятся электроны изнутри...

Биологи открыли насекомых, выращивающих антибиотики для своих нужд

20-01-2017 Просмотров:2738 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Биологи открыли насекомых, выращивающих антибиотики для своих нужд

Гусеницы хлопчатниковых совок выработали необычную стратегию защиты от паразитов и болезней, "приручив" бактерий, которые вырабатывают антибиотики в их кишечнике в обмен на питательные вещества, говорится в статье, опубликованной в журнале Cell Chemical Biology. "Мы долгое время подозревали, что...

Похоже обнаружена одна из самых древних птиц

30-05-2013 Просмотров:6497 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Похоже обнаружена одна из самых древних птиц

В юрском периоде (то есть примерно 200–145 млн лет назад) у некоторых плотоядных динозавров появились птицеобразные скелеты и перья. Одна из таких групп действительно породила птиц, и специалисты никак не...

Тип лица определяют пять генов

14-09-2012 Просмотров:9932 Новости Генетики Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Тип лица определяют пять генов

Ширина улыбки определяется не только настроением, но и генами, которые вы получили от родителей. Таких генов может быть несколько сотен, и некоторые из них уже удалось обнаружить. Международная группа исследователей...

top-iconВверх

© 2009-2017 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.