Химия белка - Часть 1 - Общая химия белка - Ашмарин И. П 1968

Пространственная организация белковой молекулы
Методика изучения вторичной структуры белков и полипептидов

При анализе ряда глобулярных белков было установлено, что они имеют в растворе весьма компактные формы, размеры которых не сравнимы по величине с размерами, ожидаемыми для стержнеобразных а-спиралей сходного молекулярного веса. Гидродинамические данные и результаты светорассеяния указывают также, что пространственная конфигурация у белков этого класса более компактна, чем у беспорядочных клубков. Чтобы объяснить это кажущееся несоответствие, необходимо допустить, что молекулы глобулярных белков представляют собой «сверхклубки», состоящие из коротких спиральных сегментов, разделяемых неспиральными зонами. Последние наделяют полипептидные цепи достаточной гибкостью, чтобы они могли свернуться в компактную глобулу, которая стабилизируется различного рода вторичными связями. Следовательно, в молекуле белка мы имеем как спиральные, так и аморфные участки. Что же касается синтетических полипептидов, то здесь, как уже говорилось, конформация полипептидной цепи зависит от природы растворителя: в одних вторичная структура этих соединений представлена спиральной формой, в других — беспорядочным клубком. Каким образом можно различить эти два типа вторичной структуры?

Несомненно, что наиболее совершенным приемом определения конформации первичной цепи является метод дифракции рентгеновых лучей. Однако, не говоря уже о его технической трудности, этот метод применим лишь для кристаллических белков или ориентированных пленок полипептидов. Между тем конфигурация белков в растворе и твердом состоянии может быть не всегда одинакова. Поэтому необходимо иметь дополнительные критерии для оценки вторичной структуры полипептидов и белков. Поскольку оптические и гидродинамические свойства спиральной и клубковой форм резко отличны, то для получения таких критериев могут быть использованы методы изучения оптической активности, поглощения в ультрафиолетовом свете, инфракрасной спектроскопии, определения характеристической вязкости и др. При этом необходимо отметить, что все эти методы могут оценить, да и то с приблизительной точностью, лишь общую долю цепи, которая находится в спиральной конфигурации, или определить тип вторичной структуры. Но они не в состоянии указать нам спиральные области внутри белка или отличить одну длинную спираль от нескольких коротких. Тем не менее многие из описанных ниже методов являются единственно доступными для оценки степени спирализации белка в растворе. Их сравнительная простота и применимость к некристаллическим белкам часто делают их единственным источником информации для большинства белков.