Введение к работе
Актуальность работы. Получены многочисленные данные о том, что во многих биологических процессах, таких как диффузия и связывание лиган'дов с активным центром ферментов и рецепторних Зелков, аллостерическом ингибировании, мышечном сокращении, тереносе электрона и других происходит изменение информационного состояния молекулы белка. Было показано, что %ажв незначительные изменения конформационного состояния молекул Зелка могут оказывать ' довольно сильное влияние на их знутримолекулярную динамику и реакционную способность. Изучение весной взаимосвязи функциональной активности и динамики белков гоивело к более 'глубокому пониманию механизмов биологических іроцессов.
Динамика белковой глобулы во многом обусловлена
пецификой строения молекул белка-наличием в них как
анонических , упорядоченных структур(а-спиралей,р-структур и
р.), так и определенного статического беспорядка, выражаемого в
азбр'осе значений конформационных углов полипептидной цепи.
акое сочетание регулярных и стохастических свойств белковых
олекул обусловливает характерные особенности структуры и
лнамического поведения белков: неэкспоненциальный- характер
янетики, неаррениусовские температурные зависимости констант
дорости белковых реакций (R.H.Austin et al,1975; A.Ansarl et al
587),определеннне статистические свойства поверхности белка и
:-о полигоптидного остова, характерный вид корреляционных
гнкций. Поэтому в настоящее время является актуальной проблема
іхождения и изучения статистических закономерностей структурной
динамической организации белковых макромолекул.
їли и задачи исследования. Целью настоящей работы являлось:
іровести статистический анализ структурных свойств
ілшіептидной цепи молекулы белка на примере анализа массивов
угранных углов,
ыяснить возможные причины и разработать конкретные модели для исания -аномально слабых температурных зависимостей времен лаксации,
ать интерпретацию эффектов влияния внешнего давления на намичёские свойства белков.
-і-
Научная новизна работы. Прогедено изучение статистических закономерностей массивов двугранных углов полипептидных цепей молекул белка и определены параметры распределений отклонений двугранных углов относительно различных канонических структур.
Показано, что интерпретация и физический смысл времен релаксации, получаемых методом мессбауэровской Фурье-спектроскопии сильно зависят от вида функции распределения по динамическим параметрам движения белковых фрагментов. Предложено объяснение аномально .слабых .температурных зависимостей эффективных времен релаксации.
Дана интерпретация экспериментальных данных по влиянию
внешнего давления на вероятность эффекта- Мессбауэра. Получена
оценка величины активационного объема конформационных движений
молекул белка и эффективного поверхностного натяжения
внутрибелковой среды.
Практическая ценность работы. Полученные в работе результаты углубляют и расширяют представления о сложной структурной и динамической организации белковых молекул, о связанных с конформационной подвижностью белков механизмах их функционирования. Результаты статистического анализа структурных свойств молекул белка важны для понимания закономерностей формирования пространственной структуры глобулярных белков и могут быть использованы при решении проблемы предсказания третичной структуры белков по их аминокислотной последовательности. Развитые в работе модели позволяют более точно интерпретировать экспериментальные зависимости динамических параметров от температуры и давления.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались нг международном симпозиуме по применению эффекта Мессбаузрг (Будапешт,1989), Российско-Американском семинаре по динамике белков (Черноголовка,!991), Российско-Германской конференции п< МессОауэровской спектроскопии(Сергиев Посад,1992), на семинара: кафедры биофизики биологического факультета(1990,1991,1992).
Публикации.По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ
Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения трех глав, в которых изложено современное состояние проблемы основные результаты работы и их обсуждение, заключения,выводов списка цитированной литературы.