Изучение структуры белков

Психология и физиология восприятия информации

Белки и пептиды - основной "строительный" материал живых организмов. Из них состоят все органы и ткани, а также гормоны, ферменты и другие биологически активные вещества, регулирующие различные физиологические процессы. Поэтому чрезвычайно важно понимать, как действуют белки и пептиды, а для этого необходимо знать, как они устроены, какова их структура.

Напомним, что любой белок состоит из аминокислот, связанных друг с другом в определен ной последовательности. Стало быть, расшифровать структуру белка значит ус тановить, в какой именно последовательности расположены в нем аминокислоты. Задача весьма и весьма сложная, но институт располагает для ее решения самыми современными методиками, многие из которых созданы в самом институте, а также приборами и аппаратами, в том числе и автоматическими. На рисунке показана такая автоматиче ская установка для анализа первичной структуры белков.

Интересно, что, исследуя структуру белков, ученые определяют последовательность аминокислот, составляющих белок и одновременно последовательность нуклеотидов на том участке ДНК, где этот белок закодирован. Такая параллельность работ и ускоряет исследование и максимально повышает надежность его результатов. Это обстоятельство особенно четко проявилось при установлении полной структуры

РНК-полимеразы - фермента, выполняющего все стадии транскрипции, то есть переноса наследственной информации с ДНК на РНК.

РНК-полимераза - самый крупный, но, конечно, не единственный белок, структура которого установлена в ИБХ. Его ученым "рассказали" о своем строении добрых два десятка белков, и в том числе некоторые другие ферменты; различные белки, участвующие в транспортировке аминокис лот в клетке; структурные белки клеточных мембран - бактериородопсин и особенно зрительный пигментродопсин, играющий важную роль в физиологиизрения; нейротоксины, которые интересны и сами посебе, а также используются как инструменты при изучении механизмов передачи возбуждения в нервных клетках. Всего из ядасреднеазиатской кобры, скорпиона, тарантула и медоносной пчелы выделено около 20 белковых токсинов и определена структура части из них. В центре цветной вкладки показана первичная структура нейроток-сина II из яда среднеазиатской кобры, впервые установленная в ИБХ (красными полосками показаны так называемые дисульфидные связи, "сшивающие" пептидные цепи).

Наряду с расшифровкой структуры природных соединений в институте изучают и пространственное их строение, а также способность изменять конфигурацию, когда соединение находится в растворе (так называемые конформационные характеристики). Все это тоже необходимо для выяснения механизма биологической активности белков и пептидов. Ученым удалось установить пространственное строение большой группы этих соединений. Среди них представляет интерес, например, циклопептид из бледной поганки, который способен нейтрализовать токсины этого смертельно ядовитого гриба.

Исследования в данной области открыли пути к синтезу искусственных аналогов природных пептидов, например, гормонов бради-кинина и ангиотензина, регулирующих артериальное давление крови. Интересно, что полученные (в других институтах) на основе аналогов лекарственные препараты обладают всеми достоинствами природных биорегуляторов, но действуют дольше и потому более эффективны.

Вообще синтезу природных белков и пептидов и их аналогов в ИБХ уделяется серьезное внимание. Для этого разработаны оригинальные методы, которые позволили синтезировать большое число различных соединений, необходимых для структурно-функциональных исследований, а также имеющих определенное практическое значение. На цветной вкладке внизу показана структура одного из них-синтетического пептида нейротоксина II из яда среднеазиатской кобры с той же последовательностью аминокислот.

Изучение белков и пептидов дает и непосредственный выход в практику, в биотехнологию. Так, изучение различных ферментов позволило рекомендовать сыродельной промышленности вместо дефицитного сычужного фермента более дешевый бычий пепсин.

Главное меню

Зрительное восприятие

Слух, обоняние, вкус

О жажде

Что такое жажда

Головной мозг

Дополнительно