Четвертичная структура — способ укладки в пространстве отдельных полипептидных цепей, обладающих одинаковой (или различной) первичной, вторичной или третичной структурой, и формирования единого в структурном и функциональном отношениях макромолекулярному образования. Специфичность четвертичной структуры белков проявляется в определенной конформационные автономии полипептидных фрагментов, входящих в состав макромолекулы белка. Вклад гидрофобных взаимодействий в стабилизацию третичной и четвертичной структуры белков весьма значительный: в случае третичной структуры на их долю приходится более половины стабилизирующей силы.

Примеры и номенклатура

Примеры белков с четвертичной структурой включают гемоглобин, ДНК-полимеразы, ионные каналы. Номенклатура белков с четвертичной структурой также особая. Числа субъединиц в олигомерные комплексе описываются с помощью имен, которые заканчиваются на-мэр (по-гречески "части, подразделения»). Хотя комплексы выше, чем октамер редко наблюдаются для большинства белков, существует несколько исключений: вирусный капсид; протеосомы (четыре гептамерни кольца = 28 субъединиц), транскрипционный комплекс и сплайсосома. Рибосомы — самые молекулярные машины, состоящие из множества РНК и белковых молекул.У некоторых случаях белки образуют комплексы, которые затем собираются в еще большие комплексы. Четвертичная структура белков имеет отношение к существованию изоферментов. Особенно хорошо изучен в этом отношении благодаря исследованиям Каплана, Маркерта и их сотрудников фермент лактатдегидрогеназы; этот фермент был выделен из организма цыпленка в двух основных формах, из которых одна характерная для скелетных мышц, а другая — для сердечной мышцы. Эти две формы заметно отличаются друг от друга как по аминокислотному составу, так и по некоторым физическими, иммунологическими и каталитическими свойствами.

Четвертичная структура белков варьируется очень широко. На некоторых электронных микрофотографиях ясно видно агрегаты белковых молекул, однако их тонкую структуру установить не удается.

Определение четвертичной структуры белка

Белки четвертичной структуры могут быть определены с использованием различных экспериментальных методов, которые требуют образец белка в различных экспериментальных условиях. Эксперименты часто обеспечивают оценку массы нативного белка и вместе со знанием массы и / или стехиометрии субъединицы, позволяют предположить четвертичную структуру. Число субъединиц в белковом комплексе часто может быть определено путем измерения гидродинамического молекулярного объема или массы интактного комплекса. Некоторые методы биоинформатики были разработаны для прогнозирования признаков четвертичной структуры белков на основе информации об их последовательности.

Методы, измеряют массу интактного комплекса непосредственно

  • Масс-спектрометрия (Mass spectrometric immunoassay analytical ultracentrifugation;
  • Электроспрей;
  • Аналитическое ультрацентрифугування;

Методы, которые измеряют размер интактного комплекса непосредственно

  • Рэлеевское рассеяние;
  • гель-хроматография (Size-exclusion chromatography) (обязательно калибровки)
  • Dual polarization interferometry (DPI).

Видео по теме

Изображения по теме

  • Четвертичная структура белков