Химическая связь, стабилизирующая молекулы белков одновременно с водородной связью
Похоже, что водородная связь имеет спутник! Согласно последнему исследованию, опубликованному в журнале Nature Chemical Biology, еще одно нековалентное взаимодействие в белках может помочь им сгибаться и сохранять трехмерную структуру. Ученые-теоретики, занимающиеся проблемой белков, возможно, должны будут включить это взаимодействие в их расчеты.
Рональд Рэйнс с сотрудниками в Университете Висконсина изучили т.н. n??*- взаимодействие в различных системах на протяжении нескольких лет. В данный момент группу возглавляет Дерек Вульфсон с сотрудниками из Университета Бристоля. Они показали, используя поиск по базе белков, что это взаимодействие имеет место практически во всех белках. При n??*- взаимодействии одна из неподеленных пар электронов на карбонильном атоме кислорода в одной аминокислоте перекрывается с с антисвязывющей ?-орбиталью карбонильной группы в соседней аминокислоте.
Благодаря тому, что участники этого взаимодействия принадлежат основной цепи, неважно какая сторона цепи будет взаимодействовать. Любая аминокислота способна образовать n??*- взаимодействие, но кольцевая структура пролина делает его особенно подходящим из-за ограничений налагаемых расстоянием и углами необходимыми для орбитального перекрывания.
Важно, что мы имеем дело с малыми расстояниями: в ?-спирали водородная связь находится между первым и пятым остатками аминокислот; в отличие от этого, n??*- взаимодействие имеет место всегда между соседними остатками аминокислот. Тем не менее, n??*-взаимодействие, как правило, слабее, чем водородная связь. К тому же ученые обнаружили доказательство наличия такой связи почти в любом типе вторичной структуры и даже в неструктурированных участках белков.
Рэйнс полагает, что это взаимодействие так долго игнорировалось по причине того, что люди уже представляли себе структуру белка, и не было необходимости более подробных исследований. Если посмотреть на ?-спираль без учета квантовой механики, никогда не подумаешь о n??*-взаимодействии, отмечает Рэйнс.
Работа примечательна тем, что готова пойти на смелое утверждение о повсеместности n??*-взаимодействия, считает Невиль Калленбах – профессор Университета Нью-Йорка. Это весьма опасно, но, тем не менее, по его словам изменение современных взглядов на химическую связь имеет право на жизнь. Однако нельзя утверждать, что n??*-взаимодействия являются единственным объяснением геометрических особенностей строения молекул.
