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 7959 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Черепахи управляют развитием зародыша, перекрывая ему кислород

07-02-2013 Просмотров:11024 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Черепахи управляют развитием зародыша, перекрывая ему кислород

У некоторых современных рептилий есть полноценное живорождение — к примеру, у сцинков. Некоторые только начали переходить к такому способу: у них зародыш развивается в яйце, но яйцо остаётся в теле...

Обнаружен ихтиозавр-анахронизм

15-05-2013 Просмотров:10110 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Обнаружен ихтиозавр-анахронизм

Новый вид рептилий эпохи динозавров заставит переписать книги по эволюции так называемых морских чудовищ, утверждает новое исследование. Malawania anachronus (реконструкция Fischer et al.).Новооткрытый (и потенциально спорный) Malawania anachronus был трёхметровым ихтиозавром...

Древнейшая обезьяна Старого Света имела крошечный, но сложный мозг

08-07-2015 Просмотров:7448 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Древнейшая обезьяна Старого Света имела крошечный, но сложный мозг

Группа биологов под руководством Ларен Гонсалес (Lauren A. Gonzales) из университета Дьюка (США) исследовала череп викториапитека – обезьяны, жившей примерно 15 млн лет назад, и пришла к выводу, что эта...

Открыта любопытная деталь формирования косяков рыб

26-06-2011 Просмотров:8672 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Открыта любопытная деталь формирования косяков рыб

Оказывается, положение особи внутри косяка может меняться в зависимости от её физической подготовки. Как выяснили британцы, оптимальное размещение сильных и слабых рыбок позволяет всему косяку развивать большую скорость. В эксперименте были...

Ископаемая игуана — недостающее звено эволюции ящериц

31-08-2015 Просмотров:6835 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ископаемая игуана — недостающее звено эволюции ящериц

Ученые из университета Альберты (Канада), под руководством профессора Майкла Келдуэлла (Michael Caldwell) раскопали в Бразилии останки ископаемой игуаны, которая, по всей видимости является недостающим связующим звеном между ящерицами Старого и...

top-iconВверх

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