Биологическая химия

Патогенез, лечение и профилактика заболеваний

Самосборка надмолекулярных структур

Олигомерные белки в строгом смысле нельзя назвать молекулами: скорее это надмолекулярные структуры, занимающие промежуточное положение между молекулами и клеточными органеллами, такими, как шаперониновый комплекс, рибосомы, хромосомы, мембраны и др. Таким образом, здесь намечается путь к пониманию того, как на основе химических и физико-химических свойств возникают структуры и свойства, характерные для биологической формы движения материи.

Самосборка надмолекулярных структур
Надмолекулярные структуры.

Рассмотрим в качестве примера самосборки клеточных органелл простую структуру — микротрубочки. Эти органеллы представляют собой длинные полые цилиндры с наружным диаметром 24 нм и внутренним — 15 нм; толщина их стенок 5 нм. Длина микротрубочек в большинстве клеток составляет несколько микрометров, однако в аксонах нервных клеток она достигает нескольких сантиметров. Микротрубочки имеются во всех клетках, причем постоянно обновляются: то распадаются, то вновь образуются. Они участвуют в образовании цитоскелета и поддержании формы клетки, во внутриклеточном транспорте веществ, в движении хромосом при делении клетки (митотическое веретено состоит в основном из микротрубочек), в перемещении частей клеточных мембран.
Микротрубочки построены из белка тубулина; это димерный белок, состоящий из двух разных протомеров, с молекулярной массой 111 500. Тубулин сравнительно легко удается выделить из некоторых тканей в чистом виде. Если в раствор тубулина добавить соль магния (ионы Mg2+), то начинается образование микротрубочек. Трубочка удлиняется в результате присоединения димеров к торцам; каждое кольцо трубочки содержит 13 протомеров, а порядок присоединения определяется наличием соответствующих контактных участков.

Ключевые слова: ,