Принципы структурной организации белков - Г. Шульц 1982

Ковалентная структура белков
Ансамбли цепей
Олигомерные белки

Олигомеры проще, чем одиночные гигантские полипептидные цепи. Олигомерные белки имеют некоторое принципиальное преимущество перед гигантскими полипептидными цепями, состоящими из отдельных функциональных доменов. По-видимому, этим объясняется тот факт, что большинство крупных белков олигомерны [81].

(а) Если некоторые или все субъединицы идентичны, для кодирования олигомерного белка требуется значительно меньше генетического материала, чем для кодирования отдельной гигантской полипептидной цепи. Несмотря на то что изолированные субъединицы многих олигомерных белков нефункциональны [89, 90], такие субъединицы несут всю информацию, необходимую для самообъединения и образования функциональной единицы. Это позволяет сократить участок ДНК (или РНК), кодирующий белок данной функции. Эффект хорошо иллюстрируется олигомерами средней величины, например тетрамерной дегидрогеназой [81, 91] и особенно такими биологически важными структурами, как белок оболочки вируса табачной мозаики, который состоит из 2130 самообъединяющихся идентичных субъединиц с 158 аминокислотными остатками в каждой из них.

(б) Вероятность возникновения дефекта у крупных полипептидных цепей значительно выше, чем у олигомерных белков той же величины. Допустим, что при данном механизме синтеза белка возникает 1 ошибка на 1000 аминокислотных остатков [81] белка; тогда для отдельного полипептида, состоящего из 1000 остатков, вероятность дефекта велика [из распределения Пуассона следует, что среднее число правильных копий составляет 37 %]. Напротив, синтез четырех субъединиц, каждая из которых состоит из 250 остатков, дает большее количество недефектных субъединиц, а именно

(в) Олигомерные ансамбли значительно лучше приспособлены к молекулярной эволюции [92]. Они значительно быстрее приспосабливаются к окружающим изменениям, чем крупные одиночные полипептидные цепи.

(г) Образование олигомеров — наиболее простое решение проблем, стоявших перед первичными клетками. Поскольку клеточные мембраны весьма несовершенны, утечка молекул с М = 20 000 через поры в мембранах оказывалась существенной. Агрегация была, по-видимому, более простым способом увеличения молекул, чем синтез больших цепей [93].