Принципы структурной организации белков - Г. Шульц 1982

Взаимодействия белок - лиганд
Центры связывания гема
Влияние группы гема на структуру белков

Основное различие между структурами цитохрома с, с одной стороны, и гемоглобина и цитохрома b₅ — с другой, заключается в типе свертывания полипептидной цепи, а также в различной роли гема в пространственной организации белка.

Апоцитохром с полностью развернут. Молекулу цитохрома с можно представить в виде вытянутой полипептидной цепи, окружающей гем своеобразной оболочкой толщиной в одну полипептидную цепь (рис. 7.8). Апоцитохром с с отщепленной группой гема совершенно несвернут. Центральное положение гема, как составной части структуры, подчеркивается тем обстоятельством, что эволюционно наиболее хорошо сохраняются те аминокислотные боковые цепи (если сопоставлять цитохромы с известными последовательностями из 70 источников [509]), которые находятся вблизи атома железа и винильной группы, а также гидрофобные остатки, упакованные вокруг гема.

Апомиоглобин имеет богатую спиралями глобулярную структуру, подобную структуре миоглобина. В отличие от неустойчивой напоминающей кокон оболочки гема в цитохроме с в гемоглобине полость гема образована из жестких стабильных а-спиралей. Группа гема здесь не является основным элементом, определяющим укладку цепи: апомиоглобин, например, образует третичную структуру и в отсутствие простетических групп (гл. 8), однако группа гема увеличивает ее стабильность [415, 461, 645, 646]. Более мягкие структурные требования к взаимодействию гема и белка в гемоглобинах отражает также тот факт, что для членов семейства глобинов [277, 634] инвариантна только общая картина неполярных контактов гема. Структурно эквивалентные положения у них заняты различными аминокислотными остатками.

В апоцитохроме b₅ имеется такой же жесткий участок связывания гема, как и в гемоглобине. В случае цитохромов b базовый набор слишком мал для того, чтобы установить, насколько инвариантны неполярные остатки в специфических положениях, взаимодействующих с группой гема. Как и в глобинах, участок, связывающий гем, имеет достаточно жесткую структуру; стенки полости образованы двумя парами приблизительно антипараллельных спиральных сегментов, а дно представляет собой ß-складчатый лист [297]. Структура гемсвязывающего центра может свидетельствовать об определенной свободе, с которой можно расположить образующие полость неполярные остатки. Предварительные данные, основанные на сопоставлении последовательности гемсвязывающего фрагмента b₂ с третичной структурой b5 [557], показывают, что в семействе цитохрома b, как и в случае глобинов, сохраняется лишь общая картина неполярных контактов, но не отдельные боковые цепи.