Введение к работе
Актуальность, темы. Самоорганизация биологических
макромолекул является одной из центральных проблем молекулярной биологии. И молекулы белков и молекулы одноцепочечных РНК имеют огромное число возможных конформаций, что не мешает им находить свою уникальную стабильную пространственную структуру за несравненно меньшее время, чем того потребовалось бы на перебор всех конформаций цепи в поисках этой уникальной структуры.
В попытках решения этого "парадокса Левинталя" широко исследуются как аналитические, так и компьютерные модели самоорганизации гетерополинерных (белок- и РНК-подобных) цепей.
Чтобы понять, как биологические молекулы решают проблему быстрой самоорганизации, необходимо и полезно знать, является ли быстрый поиск стабильной структуры только привелегией биологических, специально отобранных на предмет быстрой самоорганизации молекул, или же и случайные гегерополимеры находят состояние с наименьшей энергией так же быстро. Выяснение этого вопроса особенно актуально в свете развития белковой инженирии, так как, конструируя новый белок, необходиио четко понимать какие особенности его первичной структуры - помимо тех, что создают стабильность этого белка - обеспечивают его быструю самоорганизацию.
Цель_рахцсы. Изучается зависимость скорости достижения гетерополимерной цепью своего энергетического минимума от внешних условий, - от температуры и от качества растворителя. Исследуются тростые компьютерные модели белковых цепей и РНК; проводится іисленное моделирование кинетики их самоорганизации мэтодок Іонте-Карло по схеме Нетрополиса.
НахннАя_ливлзна. В настоящей работе впервые показано: 1) что :уществуют «оптимальные» условия, где достижение нативной ;труктуры происходит быстро, без полного перебора всех информации цепи, даже для «случайных» последовательностей; 2) [то перекрывание области быстрого достижения нативной структуры областью ее термодинамической стабильности - свойство только отредактированных» гетерополимеров, которым не обладают случайные» цепи.
AIJфoдJ^ил_pjloлJJ_J^_xцt6JI^lкдшIX. Основные результаты работы окладывались на ежегодных научных конференциях Института белка АН (1393, 1994, 1995), на семинарах химического факультета
2 Гарвардского университета (США, 1994), Скриппсовского института (США, 1994), Имперского Центра изучения рака (Англия, 1995), Кембриджской лаборатории молекулярной биологии (Англия, 1995) и на рабочем семинаре «Белковый дизайн - 94» (Хайдельберг, ФРГ). По теме диссертации опубликовано четыре печатные работы, и еще две приняты к печати и выйдут в свет в ближайшее время.
Ойьеп^ж^^рхктхрйз^^жсащітаіиїж. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов и списка цитируемой литературы (из /& наименований). Работу иллюстрируют JZ рисунка, 1 схема и */ таблицы, общий объем диссертации ftyt? страниц.