Принципы структурной организации белков - Г. Шульц 1982

Структурные основы механизма, действия и функции белков
Определения

Очень многие, а может быть, и все виды деятельности организма основаны на деятельности белков. Общая реакция всего организма на условия гомеостаза и на условия окружающей среды в конечном счете определяется изменениями на атомном или даже субатомном уровне [728]. В этой главе сделана попытка суммировать аспекты строения белков, которые можно отнести к категориям механизма, действия или активности и функции.

Механизм описывает последовательность во времени и пространстве основных процессов, составляющих определенное действие или реакцию. Для того чтобы сформулировать механизм действия белка, необходимо знать детали пространственного расположения атомов и направленность молекулярных орбиталей. В настоящее время это возможно только в исключительных случаях, классическими примерами которых могут служить гемоглобин (разд. 10.3) и химотрипсин (разд. 11.2). Вопрос, относящийся к механизму: как работает белок?

Понятие действия, или активности, относится к наиболее очевидным проявлениям свойств белка. Например, действие химотрипсина состоит в расщеплении пептида или полипептида. Вопрос, относящийся к действию: что делает белок?

Биологическая функция — это вклад некоего составляющего элемента в действие всей системы. Это означает, что функцию белка следует изучать в связи с более высокими уровнями функциональной иерархии [729]. В случае гемоглобина, например, такими более высокими уровнями являются циркуляция и метаболизм. Химотрипсин выполняет определенную функцию в системе пищеварения, перерабатывая белки пищи, а также функцию в системе защиты организма, инактивируя вредные полипептиды (некоторые гормоны, токсины и вирусные белки) до того, как они смогут атаковать эпителиальный барьер. Вопрос, относящийся к функции: каково назначение белка?

В последующих разделах на примере ферментов обсуждаются известные нам механизмы действия белков. В конце главы мы рассмотрим деятельность одного из органов — скелетной мышцы на уровне действия и функции белков.