Третичная структура белка. Силы, стабилизирующие третичную структуру. Конформационные изменения при функционировании белков. Денатурация белка

На уровне третичной структуры формируется активный центр. Его образуют сближенные радикалы аминокислот. Белок приобретает функцию, т. е. способность присоединять лиганд (принцип комплементарности). Специфичность белка обусловлена структурой активного центра.

Связи, стабилизирующие третичную структуру:

• гидрофобные связи внутри молекулы;

• ионные;

• электростатические;

• дисульфидные;

• водородные;

• другие не ковалентные.

Формированию третичной структуры белка способствуют:

• влияние окружающей среды (Н2О2);

• взаимодействие между радикалами аминокислот, расположенных рядом (большие или одноименно заряженные радикалы);

• повороты полипептидной цепи в местах расположения про и гли.

Пространственная структура каждой белковой молекулы и ее возможность изменять эту структуру придает белкам способность выполнять многочисленные функции. Эта специфика обусловлена принципом комплементарности, или пространственной дополненностью между определенным участком белковой молекулы (активный участок) и молекулой или участком молекулы (лигандом), с которой реагирует этот белок. Активные участки прячутся в «карманах» или «расщелинах» белка, и только при определенных условиях становятся доступными. Модель «рука-перчатка».

Факторы влияющие на конформацию:

• неспецифическая регуляция (рН, температура);

• специфическая регуляция (специфически взаимодействующие с белками вещества).

Факторы, вызывающие денатурацию белка:

• действие сильных кислот и щелочей (происходит уменьшение числа ионных связей);

• действие солей тяжелых металлов (образуют комплексные соединения с белком);

• радиация;

• нагревание и УФ-излучение (возбуждение колебания атомов, сопровождающееся разрывом связей);

• восстановители вызывают разрыв дисульфидных мостиков;

• мочевина, гуанидин хлористый формируют новые водородные связи, разрывая старые.

Внешние проявления денатурации:

• потеря растворимости особенно в изоэлектрической точке;

• повышение вязкости белковых растворов;

• увеличение свободных функциональных SH – групп;

• изменение характера рассеивания рентгеновских лучей;

• потеря белком его биологической активности (каталитической, антигенной, гормональной).

При денатурации разрушаются нековалентные (водородные) связи и дисульфидные мостики. Пептидные связи остаются, но при этом глобулы развертываются с образованием беспорядочных структур. При непродолжительном действии денатурирующего агента белок может ренатурировать с полным восстановлением исходной структуры и свойств.

В мед. практике денатурацию используют для получения ферментов и др. биологически активных веществ в мягких условиях денатурации. При отравлении сулемой или др. солями тяжелых металлов пострадавшему в качестве противоядия дают выпить молоко или раствор яичного белка.