Принципы структурной организации белков - Г. Шульц 1982

Способы свертывания и ассоциации полипептидных цепей
Агрегаты глобулярных белков
Поверхности контакта

Чем больше контактов, тем сильнее взаимодействие. Подробный анализ поверхностей контакта белок — белок был проведен для белков, перечисленных в табл. 5.5. Данные этой таблицы, свидетельствуют о наличии большого числа вандерваальсовых контактов, а также об образовании нескольких водородных связей и солевых мостиков. Очевидно, что с ростом числа контактов между субъединицами, увеличивается белок-белковое взаимодействие, что проиллюстрировано следующими четырьмя примерами.

В гемоглобине наиболее сильным является контакт z₁β₁. Как видно из табл. 5.5, в окси-, а также в дезоксигемоглобине контакт a₁ß₁ (a₂β₂) сильнее, чем контакт a₁β₂ (a₂β₁)- Известно, что кооперативное изменение гемоглобина при насыщении кислородом состоит в основном в повороте на 13° a₁ß₁-димера относительно а₂β₂-димера. Контакты а₁а₂ и ß₁ß₂ (в гемоглобине, имеющем точную симметрию 22, контакт а₁а₂ должен быть эквивалентен контакту ß₁ß₂) очень слабы. Как отмечалось выше, этот третий тип контактов в 222-тетрамере не является необходимым для удержания субъединиц вместе.

* Особое положение алкогольдегнрогеназы отражает также то обстоятельство, что ее нуклеотидсвязывающий домен находится на С-конце полипептидной цепи, тогда как в трех других дегидрогеназах этот домен является их N-концевой частью.

Таблица 5.5 Контакты между белками

Контакты часто представлены ß-складчатыми листами. В конканавалине А один (I—IV) из трех типов контактов также намного слабее, чем два других. Особенно прочен контакт I—II, включающий 14 водородных связей. В этом случае широкая (шестицепочечная) ß-структура пересекает ось второго порядка, так что образуется регулярная ß-структура из 12 цепей. Две цепи, связанные пересекающими ось второго порядка водородными связями, антипараллельны, таким образом, эта ось перпендикулярна плоскости листа. Подобные продолжения ß-структур на поверхности раздела белок — белок обычны для агрегатов субъединиц и структурных доменов.

Контакты в кристаллах конканавалина А, инсулина и а-химотрипсина помогают в определении структуры димеров в растворе.

В растворе тетрамерный конканавалин А находится в равновесии с димерами и мономерами. Поскольку димер проявляет физиологическую активность, его идентификация представляет интерес. Так как из трех типов димеров наиболее стабильным является, по-видимому, I — II (табл. 5.5), то наиболее вероятно, что именно этот димер существует в растворе.

Аналогичная проблема возникает в случае инсулина. В растворе гексамер инсулина находится в равновесии с димерами и мономерами. Поскольку димер, по-видимому, важен для связывания с рецепторами гормона, его необходимо идентифицировать. Судя по величинам, приведенным в табл. 5.5, прочность обоих возможных димеров не должна сильно различаться. Однако димер ОР помимо несколько более прочного контакта образует антипараллельную ß-структуру. Поэтому можно считать, что в растворе присутствует именно этот димер [259].

Кристаллический а-химотрипсин образует два типа контактов А и В с осями симметрии 2-го порядка. Контакт А намного прочнее контакта В. В растворе при значении pH кристаллов (pH 4) а-химотрипсин образует димеры. Данные, приведенные в табл. 5.5, позволяют заключить, что эти димеры скорее всего относятся к типу А.