Учебный сайт Смирновой Виктории

Одноцветное изображение белковой части структуры.

Белок напоминает лодку (т. к. есть углубление), обросшую болянусами (т. к. поверхность «лодки» сильно бугристая).

Измерения:

Расстояние между атомами Leu122A.CD2 и His261A.CE1 - R=71.27 ангстрем (больший диаметр).
Растояние между атомами Ile149A.N и Gln80A.NE2 – r=38.66 ангстрем (меньший радиус).
Аппроксимируем белок сферой, радиус которой рассчитаем как r_сф=(r + R)/2=54.97 ангстрем =5,5*10^-3 мкм. Тогда объем сферы равен =4/3pi(r_сф)³= 6.96*10^-7 мкм³

Факты, дающие представление об относительных размерах молекулы белка.

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

Объем молекулы E.coli равен V_cell = pi*r²*h= pi*0,5²*2 мкм³=1,57 мкм³
Значит, в клетке E.coli поместится V_cell/V_prot =1,57/(6.96*10-7)=2,256*10⁶ молекул белка.

• Предположим, что все 4400 белков кишечной палочки были синтезированы одновременно и в равных количествах. Предположим, что размеры всех белков одинаковы и равны размерам белка 1NZJ. Предположим, что в клетке ничего нет, кроме белков. Сколькими молекулами будет представлен каждый белок?

Молекулы одного белка будут занимать V_cell/4400=3,57*10^-4 мкм³, такой же объем занимают 3,57*10^-4/ V_prot = 512,9 молекул белка.

• Современные фирмы создают кристаллы CPU с точностью до 0,13 мкм. Сколько молекул белка 1NZJ поместится на линейке такой длины?

Количество молекул белка, помещающихся на линейке длинной l=0,13 мкм: n=l/r=0,13/5,5*10^-3=23,64 - примерно 23 молекулы.

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

Минимальная длина волны видимого света – 0,4 мкм (фиолетовый), следовательно, минимальный различимый объект имеет длину 0,4/2=0,2 мкм, т. е. в длину нужно «уложить» 0,2/5,5*10^-3=36,4 - примерно 37 молекул белка, чтобы они стали видны в световой микроскоп.