Принципы структурной организации белков - Г. Шульц 1982
Взаимодействия белок - лиганд
Центры связывания нуклеотидов
Нуклеотидсвязывающие центры других белков
Многие кофакторы содержат аденозиновые остатки. В NAD-зависимых дегидрогеназах субцентр связывания аденозинового остатка исключительно хорошо сохранился. Многие другие кофакторы белков, таких, как ATP, NADP, FAD, кофермент А, S-аденозилметионин, PAPS и дезоксиаденозилкобаламин, также содержат аденозиновые фрагменты. Поэтому важно определить, насколько обобщения, касающиеся связывания NAD дегидрогеназами, можно распространять на другие взаимодействия нуклеотид — белок.
Многие нуклеотидсвязывающие белки проявляют сходство с NAD-зависимыми дегидрогеназами. Все структурно изученные нуклеотидсвязывающие белки проявляют определенное сходство с дегидрогеназами. Фосфоглицераткиназа [235, 310, 311] содержит домен с такой же топологией ß-структуры (разд. 9.6), что и NAD- связывающий домен, а аденозиновый фрагмент кофактора АТР при соединяется в положении, соотвечающем положению аденозинового остатка NAD в дегидрогеназах.
В аденилаткиназе центры связывания субстратов АТР и АМР [665] занимают положения, близкие к положению ß-структуры NAD-дегидрогеназ; ß-структуры имеют в этом случае также близкие топологии [255]. С точки зрения топологии положение АТР в аденилаткиназе в точности соответствует положению аденозинсодержащей части NAD в лактатдегидрогеназе. С другой стороны, расположение АМР в аденилаткиназе соответствует геометрически, но не топологически положению никотинамида в лактатдегидрогеназе. Топологическая неэквивалентность объясняется тем, что АТР и АМР образуют контакты под участком, соединяющим ß-структуры А и В, а не над ним, как показано на рис. 7.7. Аденин АТР, по-видимому, связан водородной связью с фенольной ОН-группой остатка Туr-95 аденилаткиназы; изофункциональным остатком в LDH является Туr-85. Очевидны аналогии между LDH и аденилаткиназой также в (пиро)фосфатсвязывающем субцентре. Кроме того, в обоих белках при присоединении нуклеотидов в соответствующих положениях наблюдаются большие конформационные изменения [665].
Во флаводоксине центр связывания простетической группы флавинмононуклеотида (FMN) эквивалентен центру никотинамидного фрагмента NAD в дегидрогеназах [229]. При совмещении FMN с никотинамидом укладка цепей флаводоксина и NAD-связывающего домена LDH почти полностью совпадает [91].
В дигидрофолатредуктазе и в глутатионредуктазе NADP присоединяется к доменам, содержащим ß-структуры различной топологии. Некоторые другие белки, которые были сопоставлены с NAD-связывающим доменом, описаны в работах [91, 254, 683]. Среди них наибольший интерес представляют белки, специфичные к NADP. В той же степени, в какой NAD типичен для ферментов катаболизма, NADP характерен для ферментов анаболизма. Имеются два структурно изученных фермента с NADP в качестве кофактора: дигидрофолатредуктаза [308] и глютатионредуктаза [124].
В дигидрофолатредуктазе спирали и ß-складчатые листы NADP-связывающего центра имеют некоторые общие черты с соответствующими элементами NAD-связывающего центра LDH. Однако топология и укладка цепей в этих двух ферментах совершенно различны. В глютатионредуктазе имеется NAD-связывающий домен с параллельной ß-структурой в центре [124]. Эта ß-структура содержит шпильку Россмана, связывающую аденозиновый остаток NADP в положении, отвечающем эквивалентному месту дегидрогеназ. В никотинамидном фрагменте NADP аналогичной шпильки Россмана нет. Глутатионредуктаза включает FAD в качестве простетической группы. Здесь также аденозиновый фрагмент FAD присоединен к структурному элементу, напоминающему складку Россмана.
Некоторые протеиназы разрушают апобелки нуклеотидсвязывающих ферментов. Задолго до того, как ученые выявили общие свойства нуклеотидсвязывающих белков [91], этими свойствами воспользовались другие существующие в природе агенты. К ним относятся, в частности, протеиназы, которые специфически разрушают апобелки нуклеотидсвязывающих ферментов [684]. Другой интересный пример представляет салицилат — соединение, которое встречается в некоторых растениях и которое образует действующее начало аспирина. Как в алгольдегидрогеназе [685], так и в аденилаткиназе [665] салицилат присоединяется в качестве (слабого) ингибитора к функциональным группам, которые обычно используются для связывания аденозиновых остатков соответственно NAD и АТР.