Форма и размеры белка

Форма белка.

Белок DPS E.coli имеет очень интересную форму. Он состоит из двух половинок, каждая из которых состоит из 6 идентичных полипептидных цепей:

	С такого ракурса белок по форме похож на крылья ангела. Этот рисунок можно получить с помощью скрипта form.spt. Открыть рисунок в отдельном окне
	А с такого - на 2 бейсбольные перчатки с согнутыми пальцами. Открыть рисунок в отдельном окне

Размеры белка.

Самое большое расстояние между атомами белка - Asn13D.OD1-Ser22L.CB - 178,20 ангстрем. Расстояние между двумя половинами (крылышками) белка - Asp110G.OD2-Asp23C.OD2 - 6,22 ангстрем. Расстояние между центрами половинок - Phe69I.CD1-Phe161E.CE1 - 73,25 ангстрем. "Высота" каждой половинки - Asp110E.OD2-Arg55C.NH1 - 66,84 ангстрем. "Ширина" каждой половинки - Tyr16D.CD2-Ser22C.CB - 89,14 ангстрем.

Аппроксимирую белок сферой радиусом 89,1 ангстрем.

• Сколько молекул Вашего белка поместится в одной клетке Escherichia coli, если аппроксимировать клетку цилиндром радиуса 0,5μm и высоты 2μm?

Можем посчитать объем белка. Он равен объему шара, которым мы аппроксимировали белок. V_шара = 4/3 ^. π ^. R³. Тогда V_белка = 2961430 кубических ангстрем. Теперь посчитаем объем клетки E.coli, посчитав объем цилиндра, которым мы аппроксимировали клетку. V_клетки = 1,57 ^. 10¹² кубических ангстрем. Поделим вторую величину на первую. Итак, в одной клетке E.coli поместится 1,57 ^. 10¹² / 2961430 = 530149 молекул белка DPS.

• Предположим, что все 4400 белков кишечной палочки были синтезированы одновременно и в равных количествах. Предположим, что размеры всех белков одинаковы и равны размерам Вашего белка. Предположим, что в клетке ничего нет, кроме белков. Сколькими молекулами будет представлен каждый белок?

Чтобы посчитать количество молекул каждого вида белка, достаточно всего лишь поделить количество молекул белка DPS, которое может поместиться в одной клетке E.coli (ответ задачи 1), на 4400. Итак, каждый белок будет представлен
530149 / 4400 = 120 молекулами.

• Современные фирмы создают кристаллы CPU с точностью до 0,13μm. Сколько молекул Вашего белка поместится на линейке такой длины?

Чтобы узнать ответ, нам нужно разделить длину линейки на диаметр сферы, которой мы аппроксимировали белок. Таким образом, на линейке такой длины поместится 1300 / 178,2= 7 молекул белка.

• Предел разрешения светового микроскопа оценивается как λ/2, где λ — длина волны. Сколько молекул белка потребуется, чтобы создать объект, видимый под световым микроскопом?

Длина волны видимого света - 400-760 нм. Нам неизвестно, какого цвета белок, следовательно, считать нужно предел разрешения микроскопа для максимальной длины волны - для 760 нм (чтобы обеспечить видимость белка любого цвета). Предел разрешения микроскопа равен 380 нм. Следовательно, объект, видимый под микроскопом, должен иметь площадь, равную площади окружности с диаметром 380 нм. Площадь этой окружности равна 11335400 квадратных ангстрем. Площадь белка равна 24928 квадратных ангстрем. Следовательно, молекул белков требуется 11335400 / 24928 = 455 штук.

Назад