Скрипты 1-2 демонстрируют структуру белка фосфорилазы целлобионовых кислот (англ. Cellobionic acid phosphorylase, CPA) бактерии Saccharophagus degradans. Скрипт 3 демонстрирует структуру свободной от металлов формы репрессора CUER кишечной палочки (Escherichia coli), связанной с ДНК промотора COPA.
Ответы на вопросы:
2) Заключение о гидрофобных ядрах белка.
Белок содержит более двух десятков гидрофобных ядер различного размера (на вышеприведённом апплете отображается самое крупное из них). Гидрофобные ядра, расположенные внутри белка, играют важнейшую роль в поддержании его пространственной структуры, и, следовательно, могут участвовать в регуляции его функций (например, в случае белков-ионных каналов). Самое крупное гидрофобное ядро белка содержит 1419 атомов (всего в белке 6750 атомов, значит, на долю самого крупного гидрофобного ядра приходится около 21 % всех атомов белка). Некоторые участки этого гидрофобного ядра расположены на поверхности белковой глобулы. Гидрофобные участки, локализованные на поверхности, могут принимать участие во взаимодействии белка с различными гидрофобными лигандами, другими белками, а также липидами (в случае мембранных белков).Заключение о плостности упаковки атомов в белке
a. Как видно на апплете, атомы, полностью покрывающие поверхность белка, появляются на расстоянии 3 ангстрем от выбранного аминокилотного остатка (фенилаланин 669).
b. Соответственно, характерное расстояние между соседними не связанными ковалентно атомами в белке, составляет 3 ангстрема.
Может ли в этот промежуток поместиться молекула воды (считаем, что она по сути - один большой кислород)? Ван-дер-ваальсов радиус кислорода 1,4 ангстрема, значит, диаметр около 2,8 ангстрем. Расстояние между центрами не связанных ковалентно атомов в белке 3 ангстрема, что больше 2,8 ангстрем. Однако в данном случае мы не можем считать атомы точками, соответствующими их ядрам, у них есть электронная плотность. Кроме того, на столь малых расстояниях весьма значительны становятся силы отталкивания между атомами. Поэтому молекула воды (с учётом того, что её атомы тоже имеют оболочку из электронов), скорее всего, не уместится в зазор между не связанными ковалентно атомами.
4) Зачем белку взаимодействовать с ДНК?
Как видно на апплете, белок CUER связывается с ДНК посредством взаимодействия аминокислотных остатков альфа-спиралей с ДНК (за счёт образования специфических водородных связей). Среди белков, связывающихся с ДНК, чрезвычайно разнообразны регуляторы транскрипции (как положительные - активаторы, так и отрицательные - репрессоры). К их числу относятся и транскрипционные факторы, непосредственно взаимодействующие с транскрипционной машинерией, а также белки, связывающиеся с регуляторными последовательностями (энхансерами, сайленсерами, инсуляторами и др.) и промоторами. Многие из этих белков имеют специфические консервативные мотивы, предназначенные для связывания с ДНК - цинковые пальцы, лейциновая молния и другие. Кроме того, с ДНК могут связываться белки репликации ДНК, причём некоторые (SSB-белки) связываются не с двуцепочечной (дцДНК), а с одноцепочечной ДНК (оцДНК). Белки, связывающие оцДНК, стабилизируют её. Разнообразные белковые факторы репликации регулируют процесс репликации. С ДНК связываются ДНК- и РНК-полимеразы - ключевые белки репликации ДНК и транскрипции соответственно.
5) Химическая реакция на видео
В ходе реакции, приведённой на видеоролике, к гидроксогруппе остатка тирозина происходит присоединение фосфорильной группы. Фосфорильная группа берётся от соединения, которое после отдачи фосфорильной группы превращается в нитрофенол. Таким образом, происходит реакция передачи фосфорильной группы от одной фенольной группы к другой (остаток тирозина).