ВТОРИЧНЫЕ СТРУКТУРЫ ПОЛИПЕПТИДНЫХ ЦЕПЕЙ
7. Вторичная структура полипептидов.
Спирали: 27, 310,
a,
poly(Pro). Антипараллельная и параллельная
b-структура.
b-изгибы.
8. Стабильность a-спирали
в воде. Размер кооперативного участка. Переход спираль-клубок. Стабильность
b-структуры.
Скорость образования b-структуры.
ПРОСТРАНСТВЕННОЕ СТРОЕНИЕ БЕЛКОВ
9. Фибриллярные белки, их функции
и их вторичные структуры: a-кератин, b-фиброин
шелка, коллаген.
10. Мембранные белки, особенности
их строения и функции. Бактериородопсин, фотосинтетический центр, порин.
Каналы. Туннельный эффект.
11. Глобулярные белки. Упрощенное
представление белковых структур. a- и b-слои.
Редкость перекрывания петель и параллельности соседних по цепи структурных
сегментов.
12. Строение b-белков:
продольная и перпендикулярная упаковка b-листов,
преимущественная антипараллельность b-структуры
в b-белках. Правопропеллерность b-структурных
листов.
13. Строение a-белков.
Пучки и слои спиралей. Модель квазисферической глобулы из a-спиралей.
14. Строение a/b
белков: параллельный b-слой, прикрытый a-спиралями.
Строение a+b белков.
Домены в белках.
КОДИРОВАНИЕ БЕЛКОВОЙ СТРУКТУРЫ АМИНОКИСЛОТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬЮ
15. Физические принципы строения
белковой глобулы. "Стандартные" третичные структуры. Влияние формы структуры
на число мутаций, не нарушающих структуру белка, или: Почему одних структур
много, а других — мало?
16. Самоорганизация белков. "Парадокс
Левинталя" и его решение. Нуклеационный механизм сворачивания. Интермедиаты
и ловушки. Роль шаперонов.
17. Представление о подходах к
предсказанию вторичных и пространственных структур белков по их аминокислотным
последовательностям, и к "опознаванию" этих структур по гомологии последовательностей.
"Шаблоны".
18. Белковая инженерия и дизайн.
КООПЕРАТИВНЫЕ ПЕРЕХОДЫ В БЕЛКОВЫХ МОЛЕКУЛАХ
19. Элементы термодинамики, статистической
физики и химической кинетики. Что такое энтропия? Температура? Свободная
энергия? Химический потенциал? Фазовый переход? Критерий Вант-Гоффа для
перехода "все-или-ничего".
20. Понятие о теории абсолютных
скоростей реакций. Нуклеация фазовых переходов 1-го рода, ее скорость.
Кооперативные не-фазовые переходы.
21. Термодинамика де- и ренатурации.
Как выглядит денатурированный белок? Клубок и расплавленная глобула.
22. Почему денатурация глобулярного
белка — переход типа "все-или-ничего"? Распад плотной упаковки
ядра белка и раскрепощение боковых групп. Проникновение растворителя в
денатурированный белок.
ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ БЕЛКОВ
23. Биохимическая функция белка
и его структура. Активный центр — "дефект" глобулярной структуры.
Каталитический и субстрат-связывающий центры; гидрофобный "карман". Кофакторы.
Многовалентные ионы.
24. Механизм ферментативного катализа.
Пример: сериновые протеазы. Теория переходного состояния в катализе и ее
подтверждение методами белковой инженерии.
25. Узнавание "ключ-замок" и индуцированное
соответствие. Ингибирование. Аллостерия — взаимодействие активных
центров. Гемоглобин и миоглобин. Доменная структура: киназы, дегидрогеназы,
иммуноглобины.
* * * * *
Заключение
Предложенный вашему вниманию
курс основан на лекциях, которые читались мной в Пущинском университете
и затем в Пущинском филиале МГУ в 1992-99 гг., а еще раньше, на московском
Физтехе, — сначала моим учителем О.Б.Птициным, а затем мной.
Но на Физтехе лекции читались для физиков, а нынешние — для
биологов. Поэтому их пришлось не только сильно обновить (наука не стоит
на месте), но и кардинально переработать — для биологической
аудитории.
Как я уже говорил, эти лекции
отражают мои личные вкусы и пристрастия, мой личный круг научных интересов.
Поэтому я буду благодарен за все вопросы и замечания, которые помогут мне
лучше удовлетворить научные интересы аудитории.
А. В. Финкельштейн
24/IV/1999
Новая редакция: 24/V/2000