Back to chapter

3.6:

Внутренне неупорядоченные белки

JoVE Core
Biologia Molecular
É necessária uma assinatura da JoVE para visualizar este conteúdo.  Faça login ou comece sua avaliação gratuita.
JoVE Core Biologia Molecular
Intrinsically Disordered Proteins

Idiomas

COMPARTILHAR

Белки часто имеют жёсткую вторичную и третичную структуры, которые могут быть определены экспериментально. Однако, многие белки имеют гибкие структуры без фиксированной конформации. Эти по сути непорядоченные белки или IDP, должны изменить форму, чтобы осуществлять свои функции в организме.Неупорядоченные секции белков содержат много гидрофильных аминокислот, потому что их аминокислотная цепь должна быть растворима в цитоплазме. IDP содержат мало гидрофобных аминокислот, в то время как вся их цепь является гибкой. Это потому, что в отличие от компактных белковых структур, эти удлиннённые структуры не имеют белкового ядра, где гидрофобные аминокислоты могут сформировать кластер.В отличие от неправильно свёрнутых или совсем несвёрнутых белков, которые обычно или сворачиваются заново, или унчтожаются клеткой, IDP могут никогда не свернуться в фиксированную структуру, или могут быть упорядочены только при особых клеточных условиях. Когда структурированное расположение в цепи аминокислот формируется в IDP, это называется переходом от беспорядка к порядка. Это может быть вызвано ковалентной модификацией или взаимодействием с ещё одной молекулой, которое вызывает новую конформацию.Некоторые IDP имеют небольшие, гибкие сегменты, соединяющие жесткие участки белка. Сегменты связывают глобулярные участки белка вместе, одновременно обеспечивая возможность либо взаимодействовать, либо действовать независимо, с другими целями. Гибкие сегменты также могут действовать как молекулярные переключатели, изменяя функцию белка в зависимости от его конформации.Гибкая форма IDP позволяет им взаимодействовать уникальными способами с поверхностями других белков. Эти белки могут оборачиваться вокруг своих партнеров по связке или действовать, как молекулярный клей, соединяя различные другие белки вместе. Из-за их гибкости, IDP могут иметь много разных партнеров по связыванию.И они могут принимать различные упорядоченные конформации в зависимости от их взаимодействий. Это позволяет одному белку играть несколько разных ролей в клетке.

3.6:

Внутренне неупорядоченные белки

Внутренне неупорядоченные белки — это группа белков, которые не складываются в определенные трехмерные структуры. Их структурная гибкость позволяет им дополнять упорядоченные белки для выполнения функций, недоступных для жестких структур. Они чаще встречаются у эукариот, чем у прокариот, и могут либо быть полностью внутренне неупорядоченными, либо являться гибридными белками, состоящими из смеси упорядоченных и неупорядоченных областей. Отсутствие жесткой структуры в этих белках можно объяснить обилием полярных и заряженных аминокислотных остатков и относительно меньшим количеством гидрофобных аминокислот, что способствует упорядочению структуры.

На форму и уровень неупорядоченности в белке влияют несколько факторов, таких как pH и температура. Кроме того, другие белки, с которыми они связываются или ассоциируют, также могут влиять на их форму. Это связывание может происходить в нескольких сайтах связывания и может привести к постоянному или временному сворачиванию изначально неупорядоченного белка или области. Структурные изменения происходят из-за свойства молекулярного распознавания—короткие, легко поддающиеся взаимодействию фрагменты неупорядоченных белков могут быстро претерпевать переходы от беспорядка к порядку при связывании с другими белками с определенной структурой.

Посттрансляционные модификации во время или после синтеза белка также вносят вклад в структуру изначально неупорядоченных белков. Они могут включать в себя энзиматическое расщепление пептидной связи в белке-предшественнике, образование дисульфидных связей и ковалентные модификации белков другими молекулами или химическими группами.

Leitura Sugerida

  1. Uversky, V. N. (2016). Dancing protein clouds: the strange biology and chaotic physics of intrinsically disordered proteins. Journal of Biological Chemistry, 291(13), 6681-6688.