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.