Анфинсено
Cтраница 1
Рассуждения Анфинсена касались рибонуклеазы. Постепенное развитие полипептидных систем привело к формированию активного центра, скомпонованного из различных фрагментов изогнутой полипептидной цепи ( или цепей), и рождение этого центра положило начало процессам гидролиза, вероятно, ограничившим процесс наращивания цепей. [1]
В работах Анфинсена и др. [137-140] показано, что можно добиться ренатурации белков и с разорванными дисульфидными связями. Из этих данных следует, что денатурацию действительно можно трактовать как термодинамический конформа-ционный переход и что нативная структура белка отвечает если не глобальному, то относительному минимуму свободной энергии. [2]
Эти опыты, проведенные Анфинсеном, показывают, что третичная структура белков может образоваться и закрепиться и без дисульфидных мостиков вследствие взаимодействия боковых радикалов, образования водородных связей описываемого типа и электростатического взаимодействия полярных группировок. Что же касается дисульфидных связей, то они в данном случае лишь закрепляют третичную структуру. Вместе с тем эти данные говорят о том, что первичная структура белка определяет не только вторичную, но и третичную структуры. Определенное расположение неполярных радикалов и остатков тирозина и дикарбоновых кислот в полипептидной цепи обусловливает специфическую топологическую укладку цепи и образование водородных связей в определенных ее участках, благодаря чему становится возможным возникновение дисульфидных связей в том порядке, который характерен для данного белка. [3]
Ответ на этот вопрос дается опытами Анфинсена, выполненными с рибонуклеа-зой. [4]
В 1972 Стайн был удостоен Нобелевской премии по химии вместе со Стенфордом Муром и Кристианом Анфинсеном за исследование молекулярной структуры белков. Стайн разработал методику анализа пептидов и аминокислот и применил ее для определения молекулярной структуры фермента рибонуклеазы. [5]
Вторым крупным достижением в изучении аминокислотной последовательности белковых молекул явилось определение структуры рибонуклеазы, выполненное Хирсом, Штейном, Муром и Анфинсеном. Молекула этого фермента, представленная одиночной полипептидной цепью, состоит из 124 аминокислот и содержит 4 дисульфидных мостика. [6]
В частности, важны, по-видимому, водородные связи, образуемые боковыми тирозиновыми ядрами с глютаминовой и аспарагиновой кислотой ( см. стр. Соответствующие водородные связи закрепляют третичную структуру и без дисульфидных мостиков, а последние делают ее более прочной, что доказано опытами Анфинсена по отравлению процесса регенерации восстановленной рибонуклеазы. Оказалось, что добавление 8М мочевины, дезорганизующей вторичную структуру цепи, приводит к тому, что кислород сшивает все сульфгидриль-ные группы в полном беспорядке и белок остается навсегда денатурированным. [7]
В настоящее время ведется интенсивная работа по выяснению структуры ферментов пищеварения, и, по-видимому, в недалеком будущем она будет установлена. Так, строение одной из фосфатаз - рибонуклеазы, гидролизующей рибонуклеиновые кислоты, установлено Муром, Штейном и Анфинсеном. Установленная ими структура приведена на стр. [8]
В настоящее время ведется интенсивная работа по выяснению структуры ферментов пищеварения, и, по-видимому, в недалеком будущем она будет установлена. Так, строение одной из фосфатаз - рибонуклеазы, гидролизующей рибонуклеиновые кислоты, установлено Муром, Штейном и Анфинсеном. [9]
В ходе того же эксперимента было получено еще одно доказательство точности свертывания рибонуклеазы при ее ре-натурации. Оказалось, что восемь остат ков цистеина, образовавшихся в реакции восстановления остатков цистина в полностью развернутой рибонуклеазе, постепенно окисляются под действием атмосферного кислорода, в результате чего образуются четыре внутрицепочечные дисульфидные связи точно в тех же положениях, что и в исходной нативной рибонуклеазе. Таким образом, полипептидная цепь денатурированной рибонуклеазы свертывается очень точно, что и приводит к формированию уникальной биологически активной кон-формации, исключая образование какой бы то ни было неправильной конфор-мации. Этот классический эксперимент, выполненный Кристианом Анфинсеном в 50 - х годах, доказал, что аминокислотная последовательность полипептидной цепи содержит всю информацию, необходимую для того, чтобы цепь свернулась в нативную трехмерную структуру. [11]
Страницы: 1