Параграф 59. Четвертичная структура белков

Автор текста – Анисимова Елена Сергеевна.
Авторские права защищены. Продавать текст нельзя.
Курсив не зубрить.

Замечания можно присылать по почте: exam_bch@mail.ru
https://vk.com/bch_5

Параграф учебника по биохимии 59:
«ЧЕТВЕРТИЧНАЯ СТРУКТУРА БЕЛКОВ».

(См. сначала п.57 и 58, затем п.6)

Содержание параграфа 59:

59. 1. Четвертичная структура белков.
59. 2. Связи в четвертичной структуре.
59. 2. Положительная и отрицательная кооперативность в олигомерах.
59. 2. 1. Пример положительной кооперативности.
59. 2 .2. Пример отрицательной кооперативности.
59. 3. Олигомерные белки и полибелковые комплексы (полиферментные комплексы).

59. 1. Четвертичная структура белков.

Глобулы (см. п.58) и фибриллы, имеющие третичную структуру,
могут соединяться (нековалентно обычно),
образуя комплексы.
Это и есть четвертичная структура белка.
Определение:
Четвертичная структура белка –
это соединение (комплекс)
из нескольких отдельных полипептидных цепей (ППЦ),
у каждой из которых обычно есть третичная структура.
Кратко: четвертичная структура – это комплекс глобул. Или нитей-фибрилл.

Термины:
При наличии у белка четвертичной структуры
(а она не у всех белков есть, характерна для регулируемых белков)
отдельную ППЦ (глобулу, например) называют СУБЪЕДИНИЦЕЙ
или протомером, или мономером
(но не путайте эти мономеры
с мономерами типа аминокислот в ППЦ или глюкозы в гликогене).

Комплекс субъединиц называют ОЛИГОМЕРОМ
(олиго- означает несколько).

Олигомеры из двух субъединиц называют димерами,
из четырёх – ТЕТРАМЕРАМИ,
из шести – гексамерами,
из восьми – октамерами.

Пример октамера – октамер гистонов,
на который «наматывается» дуплекс ДНК – п.73 и 74.

Примеры тетрамеров –
гемоглобин и протеинкиназа А
(в ассоциированном виде – п.6).

59. 2. Связи в четвертичной структуре.

Какие связи удерживают субъединицы в комплексе
и тем самым стабилизируют четвертичную структуру (олигомер)? –

Те же самые, что и третичную,
кроме дисудьфидных –
ковалентные связи не характерны для четвертичной структуры,
поскольку важно, чтобы субъединицы могли соединяться и разъединяться.
Те же самые – то есть ионные, водородные и т.д.

59. 2. Положительная и отрицательная кооперативность в олигомерах.

Субъединицы могут влиять на конформацию других субъединиц олигомеров
и за счёт этого –
менять активность субъединиц –
активировать или инактивировать их.

Это влияние одних субъединиц на активность других субъединиц олигомера
называется КООПЕРАТИВНОСТЬЮ.

Активация субъединицы другой субъединицей (при связывании с ней)
называется ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ кооперативностью,
а инактивация субъединицы другой субъединицей
называется ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ кооперативностью.

Примеры. –
59. 2. 1. Пример положительной кооперативности.

Молекула гемоглобина состоит из четырёх субъединиц,
то является тетрамером.

Субъединицы гемоглобина активируют друг друга
(то есть в тетрамере гемоглобина наблюдается положительная кооперативность)
– благодаря этому активность тетрамера в 400 раз выше,
чем активность отдельной субъединицы
или чем активность молекулы миоглобина, у которой есть только одна субъединица.

(Миоглобин – это белок мышц.
Он тоже связывает кислород, как и гемоглобин,
но глобулы миоглобина не образуют олигомеры).

59. 2 .2. Пример отрицательной кооперативности.

Есть группа ферментов, которые катализируют фосфорилирование белков
и называются протеинкиназами.
Одна из них называется протеинкиназой А (ПК А).

Молекула протеинкиназы А (см. п.6 и 95) тоже является тетрамером,
то есть состоит из четырёх субъединиц, как и гемоглобин.

Две субъединицы ПК А
способны катализировать реакцию
(фосфорилировать белки)
и поэтому называются КАТАЛИТИЧЕСКИМИ.

А две другие субъединицы протеинкиназы А
не катализируют реакции,
их функция – регулировать активность каталитических,
поэтому они эти субъединицы называются РЕГУЛЯТОРНЫМИ.

Когда регуляторные субъединицы связаны с каталитическими,
то каталитические не могут работать –
так как регуляторные их инактивируют
(то есть регуляторные являются ингибиторами каталитических),
поэтому тетрамер протеинкиназы не активен.

Кооперативность в протеинкиназе А отрицательная.

Каталитические субъединицы могут работать только тогда,
когда регуляторные отсоединяются от них.
Отсоединение регуляторных от каталитических
(и в итоге активация протеинкиназы А)
происходит тогда,
когда с регуляторными субъединицами связывается цАМФ.
Поэтому цАМФ считается активатором протеинкиназы А.

Таким образом, при положительной кооперативности олигомеры активнее субъединиц,
а при отрицательной кооперативности олигомеры не активны.

59. 3. Олигомерные белки
и полибелковые комплексы (полиферментные комплексы).

Олигомерные белки – это белки, которые образуют олигомеры.
О них выше.
Некоторые белки образуют комплексы из множества ППЦ (обычно глобул).
Это и есть полибелковые комплексы.
Если это комплекс ферментов, то он называется полиферментным комплексом.

Пример такого комплекса – пируват/дегидрогеназный комплекс (ПДГ),
катализирующий превращение пирувата в ацетилКоА (п.32, 20).
В этом комплексе объединены ферменты,
которые катализируют последовательность реакций.

Что даёт объединение белков в комплекс? – повышение эффективности работы.
Глобулы отдельных ферментов передают друг другу метаболиты, работая как конвейер.