Главная / Молекулы и клетки / Генетический код вируса / Опыты по искусственному изменению белковых оболочек вируса

Опыты по искусственному изменению белковых оболочек вируса

30.05.2010г.

Наши мутантные вирусы глубоко заинтересовали нас еще в одном отношении. Опыты по искусственному изменению белковых оболочек вируса обещают пролить свет на трехмерную структуру белка. Нельзя не признать, что выяснение структуры белков — это одна из центральных проблем биологии. По своей важности для понимания сущности жизни  вопрос о трехмерной структуре белков уступает, пожалуй, только вопросу о механизме наследственности. Молекулярная структура определяет активность ферментов, катализирующих биохимические реакции, активность антител, осаждающих чужеродные вещества, а также активность белковых гормонов и других специфических белков, регулирующих обмен веществ.

Одним словом, молекулярная структура — это основной фактор, определяющий свойства и функции всех белков, начиная от белков вирусной оболочки и кончая белками клеток мозга. Каждый белок характеризуется специфическими внутримолекулярными связями, поддерживающими его трехмерную структуру, а также специфической поверхностью, способной избирательно взаимодействовать с определенными ионами, простыми молекулами или другими белками.

Пространственную организацию некоторых белков изучали методом рентгеноструктурного анализа кристаллов этих белков в сухом состоянии. К сожалению, этот метод не всегда позволяет судить о том, какова форма белков в нативном состоянии, то есть в водном растворе; с его помощью нельзя также сделать выводы о природе внутримолекулярных связей, поддерживающих форму белковой молекулы. На эти вопросы можно ответить лишь косвенным путем, изучая в лабораторных условиях € помощью мягких химических методов реакционную способность специфических белков в разных участках их молекулярной цепи. И в этом отношении наши мутантные штаммы оказались весьма полезными.

Белковая оболочка вируса табачной мозаики выполняет определенные функции — она защищает вирус и усиливает его инфекционность. Эти функции были подробно изучены в нашей лаборатории. Напрашивается вывод, что белковая оболочка обычного штамма вируса, образовавшаяся в процессе естественного отбора, должна отличаться высокой эффективностью и любая мутация будет, очевидно, понижать жизнеспособность вируса. Вот почему нас заинтересовало, каким образом изменение аминокислотной последовательности, вызванное действием того или иного химического реагента, отражается на вирусе.

Как я уже упоминал, нам почти полностью известна последовательность всех 158 аминокислот в белке оболочки вируса табачной мозаики. Кроме того, как показали опыты с ферментом, способным отщеплять отдельные аминокислоты с карбоксильного конца белковой цепи, С-концевой кислотой в белке вируса табачной мозаики является треонин.

Как это ни удивительно, но при отщеплении в общей сложности 2200 остатков треонина от всех 2200 белковых молекул, образующих оболочку вируса, его биологическая активность почти не изменяется. Однако у одного из наших мутантов (самого первого) после такой обработки обнаружилось резкое понижение сопротивляемости. Оказалось, что у этого штамма в результате мутации пролин в конце цепи в положении 156 был замещен на лейцин, что облегчает гидролиз белка ферментом. Теперь фермент отщеплял от белка нативного вируса уже три аминокислоты, а при действии на белок, «снятый» с вируса, — гораздо больше. Удаление же трех аминокислот приводит к снижению жизнеспособности вируса. Следовательно, одна мутация, вызывающая, казалось бы, лишь ничтожное изменение в белке, может резко сократить шансы вируса на выживание.


«Молекулы и клетки», под ред. Г.М.Франка





Читайте далее: