ДИНАМИЧЕСКАЯ ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА ГЛОБУЛЯРНЫХ БЕЛКОВ
Абатуров Л. В., Носова Н. Г.
Институт молекулярной биологии им. В.А.Энгельгардта, 117984 Москва
Анализ данных о структуре
и динамике глобулярных белков позволяет охарактеризовать основные
свойства модели их динамической структуры. В ней вода играет как
роль стабилизатора, так и дестабилизатора нативной структуры.
Такая структура сохраняется практически неизменной в почти безводном
окружении и обратимо деформируется при удалении последних молекул
воды, встроенных в поверхность белка как часть нативной конформации.
С высокой частотой внедряясь внутрь белка, молекулы окружающей
воды являются дестабилизатором нативной структуры и ее пластификатором.
Внедрение оказывается возможным благодаря среднемасштабным локальным
флуктуациям, которые возникают как результат скоррелированности
мелкомасштабных квазигармонических колебаний, наиболее характерных
для внутренних областей белковой структуры. Cреднемасштабные
флуктуации с участием молекул воды обеспечивают кооперативную
диссоциацию межбелковых контактов и в предельном случае набухание-плавление
всей нативной структуры, основной движущей силой которого является
"полимерная" комбинаторная по Флори-Хаггинсу энтропия
смешения белок-растворитель. Стохастические движения боковых групп
на поверхности белка формируют мобильную зону между подвижным
растворителем и жестким ядром глобулы, понижая свободную энергию
поверхности раздела белок-растворитель, а их высокая скорость
обеспечивает быстрый отбор конформеров, специфически фиксируемых
в области взаимных контактов при образовании функциональных комплексов
белка с низко- и высокомолекулярными партнерами. Грант РФФИ N
97-04-49772.