МЕТОД РАСЧЕТА ПЛОЩАДЕЙ ДОСТУПНОЙ И МОЛЕКУЛЯРНОЙ ПОВЕРХНОСТЕЙ И ОБЪЕМОВ БЕЛКОВЫХ ГЛОБУЛ

Гедеон В. Ф.
Ужгородский государственный университет, Ужгород, Украина

Определение площадей и объемов белковых глобул представляет неизменный интерес. Установлено, что зависимость площади доступной поверхности всего белка (As) от его молекулярной массы (М) отличается от таковой для гладких тел подобной формы. Эмпирические значения площадей доступной поверхности белка As и поверхностей гладких эллипсоидов Аabс, по литературным данным отличаются, в среднем, в ~1,7 раза, а соответствующие объемы - Vabc -1,25 V. Естественно предположить, что поверхность белковой глобулы, имеющей в целом форму трехосного эллипсоида, испещрена выступающими фрагментами внутрибелковых структур, например, молекул (см. рис.). Здесь As, Ms обозначают доступную и молекулярную поверхности модельной глобулы, As, Ms - то же для гладких эллипсоидов a'xb'xc'; кривые 1-4 соответствуют поверхностям вспомогательных эллипсоидов, необходимых для расчетов согласно предложенной нами модели; r - радиус сферических структур выступающих над поверхностью 3, Rv - ван-дер-ваальсов радиус молекулы воды. Сущность метода, позволяющего определять As, Ms и V, исходя лишь из знания осей гладких эллипсоидов a'xb'xc', скоро будут опубликованы. Расчеты, проведенные для 57 глобулярных белков, показывают, что архимедов объем модельной глобулы V уменьшается на 10-35% в сравнении с объемом гладкого эллипсоида V', с одновременным увеличением площади доступной поверхности глобулы: As ~ 1,7 Ms'. В таблице приведено сравнение результатов настоящего моделирования с данными литературы при значениях V, совпадающих с определенными из эксперимента. Из таблицы видно, что радиусы r выступающих над поверхностью 3 структур находятся в пределах 1-2 Е (за исключением глобулы лизоцима (куриного)). Поэтому определяющим фактором при нахождении площадей и объемов белковых глобул следует считать наличие на их поверхности сферических структур, радиусы которых сравнимы с ван-дер-ваальсовыми радиусами молекул, составляющих глобулу.
Белок
Данные литературы
Настоящий расчет
М
Vэксп
3)
F
(A3)
Аs
2)
Ms
2)
Аs
/
Мўs
Мўs
/
Аўs
r
(А)
As
2)
Ms
2)
As
/
Мўs
Мs
/
Аs
Парвальбумин
11520
-
13681
5778
4406
1,80
0,763
1,05
5524
3761
1,720
0,681
Лизоцим
14300
16900
16687
6607
4940
1,74
0,768
0,67
6553
4292
1,724
0,655
Миоглобин
17840
21980
21930
7678
5890
1,73
0,767
1,88
7405
5582
1,671
0,754
Папаин
23425
28125
28005
9196
7190
1,84
0,782
1,47
8594
6297
1,718
0,733
Термолизин
34560
42060
40760
12090
9500
1,84
0,786
1,81
11286
8576
1,718
0,756