Принципы структурной организации белков - Г. Шульц 1982

Эволюция белков
Дифференциация белков
«Свертывание типа глoбинов»

Глобины — это мономерные или олигомерные гемсодержащие белки. Они встречаются в разнообразных организмах, в том числе в бобах, насекомых и человеке [145]. Представители семейства глобинов участвуют в транспорте O2, в фиксации азота клубнями корней бобовых растений, регулировке наполнения плавательного пузыря некоторых видов рыб и в других биологических функциях [549, 550]. Были изучены трехмерные структуры большого числа этих белков [185, 188, 274—277] и выяснено, что для всех них характерен одинаковый способ свертывания цепи.

Таблица 9.5 Белки, содержащие фрагмент, свернутый по типу lg

Иммуноглобулины

Антигены трансплантации

Пероксид-дисмутаза

Свойства

Участвуют в процессах обнаружения и удаления вредных агентов, например токсинов, микроорганизмов или раковых клеток. Иммуноглобулин G содержит 12 g-доменов, по два VL, CL, VH, CH1, CH2 и СH3 (рис. 4. 2). Некоторые другие классы иммуноглобулинов содержат по несколько образований из 12 доменов [145, 542, 544]

Белки оболочки клетки, выполняющие различные функции во взаимодействиях клетка — клетка. Представляют главный барьер при пересадке тканей. Носят также название HL-A-белки (human leukocyte antigens) или Н2-белки мышей. Каждая из двух идентичных тяжелых цепей содержит, по- видимому, три Ig-домена [86, 547]. Все легкие цепи идентичны; они состоят из отдельных Ig-доменов, которые были обнаружены в крови и моче и до выяснения их происхождения назывались «β2-микроглобулинами» [88]

Димерный фермент, содержащий Сu3+ и Zn2+ [546]; расположен в цитозоле эукариотов; в митохондриях существует неродственный изофермент. Образует первичную защиту против радикалов О-2, важного кислородного токсичного агента, превращая их в О2 и Н2О2. Каждая субъединица содержит один lg-домен

Последовательность аминокислот

Определены многие последовательности, см. обзор в [541]

Определена только последовательность легкой цепи [541, 603]

Последовательность известна [604-606]

Трехмерная структура

Исследовано несколько структур [42, 292, 294, 543, 545,607, 608]

Установленные гомологии последовательности

В С-доменах [541] и V-доменах [541]

В легкой цепи и С-доменах иммуноглобулинов [541]

Нет

Внутридоменные мостики S—S в В-структурах, включающих 60—70 аминокислотных остатков

Присутствуют во всех доменах

Присутствуют во всех доменах [86]

Отсутствуют [286]

Положение активного центра

Между VLн VH

Не обнаружено [547]

Две из трех петель между β-структурами, которые определяют места связывания антигена в V-доменах иммуноглобулинов, соответствуют петлям, образующим участки связывания Сu2+ и Zn2+ в активном центре [548]

В историческом плане именно глобины определили появление идей о специализации и дифференциации белков. Еще в 1865 г. была выдвинута гипотеза, по которой глобины мышц [551] и глобины красных кровяных телец [552] представляют собой идентичные или родственные белки. Почти через 100 лет рентгеноструктурный анализ гемоглобина [553] и миоглобина [185] показал, что для обоих белков характерен особый способ свертывания цепи, так называемое свертывание типа глобинов (рис. 8.4). По данным анализа аминокислотной последовательности миоглобина [554] и гемоглобина [553], завершенного несколько позже, различие между ними составляет около 73% (192 РАМ).

Таким образом, уже на первых объектах анализа трехмерной структуры было установлено, что укладка цепи может сохраняться в высокой степени. Кроме того, стало очевидным, что белки, выполняющие различные функции, существующие в разных тканях и в разных организмах, могут иметь большое сходство и, следовательно, одинаковое происхождение. Эти факты явились важными стимулами к использованию структурного анализа белков, и в особенности анализа аминокислотной последовательности, для изучения эволюции на уровне макромолекул [145].