Стр. 35 - А.Я.Николаев - Биологическая химия (2004)

Упрощенная HTML-версия

Часть I. Строение информационных молекул и матричные биосинтезы
Если на одной поверхности имеется выступ, то на другой в соответствующем мес­
те —углубление, в которое при контакте входит выступ; соответственно, при кон­
такте оказываются совпадающими разноименно заряженные ионные группы или
группы, способные образовать водородные связи, или гидрофобные участки по­
верхностей. Такого рода поверхности называют комплементарными; они подхо­
дят друг к другу, как ключ к замку. Каждый протомер взаимодействует с другим в
десятках точек; это означает, что ошибочное соединение (неправильная ориен­
тация в олигомере или соединение с другими белками) практически невозмож­
но.
Комплементарные взаимодействия молекул (не только белковых) лежат в ос­
нове всех биохимических процессов в организме.
Самосборка надмолекулярных структур
Олигомерные белки в строгом смысле нельзя назвать молекулами: скорее это над­
молекулярные структуры, занимающие промежуточное положение между молеку­
лами и клеточными органеллами, такими, как шаперониновый комплекс, рибосо­
мы, хромосомы, мембраны и др. Таким образом, здесь намечается путь к понима­
нию того, как на основе химических и физико-химических свойств возникают
структуры и свойства, характерные для биологической формы движения материи.
Рассмотрим в качестве прим ера самосборки клеточных органелл простую
структуру — микротрубочки. Эти органелльт представляют собой длинные полые
цилиндры с наружным диаметром 24 нм и внутренним — 15 нм; толщина их сте­
нок 5 нм. Длина микротрубочек в большинстве клеток составляет несколько мик­
рометров, однако в аксонах нервных клеток она достигает нескольких сантимет­
ров. Микротрубочки имеются во всех клетках, причем постоянно обновляются:
то распадаются, то вновь образуются. Они участвуют в образовании цитоскелета
и поддержании формы клетки, во внутриклеточном транспорте веществ, в дви­
жении хромосом при делении клетки (митотическое
веретено состоит в основном из микротрубочек), в пе­
ремещении частей клеточных мембран.
Микротрубочки построены из белка тубулина; это
димерный белок, состоящий из двух разных протоме­
ров, с молекулярной массой 111 500. Тубулин сравни­
тельно легко удается выделить из некоторых тканей в
чистом виде. Если в раствор тубулина добавить соль маг­
ния (ионы Mg2+), то начинается образование микротру­
бочек (рис. 1.23). Трубочка удлиняется в результате при­
соединения димеров к торцам; каждое кольцо трубочки
содержит 13 протомеров, а порядок присоединения оп­
ределяется наличием соответствующих контактных уча­
стков. Рост или, наоборот, распад микротрубочек с по­
мощью специальных приемов удается наблюдать и в
Рис. 1.23.
Самосборка живой к™=™-
микротрубочек
Микротрубочку можно рассматривать и как белок с
из димеров тубулина
четвертичной структурой, и как клеточную органеллу.