Введение
бета-повороты Повороты - элементы вторичной структуры в белках, при которых полипептидная цепь меняет свое общее направление.
A turn is an element of secondary structure in proteins where the polypeptide chain reverses its overall direction.
Определение
Согласно одному определению, поворот - это структурный мотив, при котором атомы Cα двух остатков, разделенных несколькими (обычно 1 - 5) пептидными связями, близки (меньше чем). Близость конечных атомов Cα часто коррелирует с образованием межглавной водородной связи между соответствующими остатками. Такая водородная связь является основой для оригинального, возможно, более известного определения поворота. Во многих случаях, но не во всех, определения водородных связей и расстояния Cα эквивалентны.
Гибкие связующие устройства
Повороты иногда встречаются в гибких линкерах или петлях, соединяющих домены белка. Последовательности линкеров различаются по длине и, как правило, богаты полярными незаряженными аминокислотами. Гибкие линкеры позволяют соединяющим доменам свободно крутиться и вращаться, чтобы набрать своих связывающих партнеров через динамику домена белка. Они также позволяют своим связывающим партнерам вызывать крупномасштабные конформационные изменения с помощью аллостерии длительного диапазона.
Роль в сгибании белка
Были предложены две гипотезы о роли поворотов в сгибании белка. С одной стороны, повороты играют критическую роль в складывании, объединяя и позволяя взаимодействовать между регулярными элементами вторичной структуры. Это мнение подтверждается исследованиями мутагенеза, указывающими на критическую роль определенных остатков в поворотах некоторых белков. Кроме того, неродные изомеры пептидных связей X-Pro по очереди могут полностью блокировать конформационное свертывание некоторых белков. В противоположной точке зрения, повороты играют пассивную роль в складывании. Это мнение подтверждается плохой сохранностью аминокислот, наблюдаемой в большинстве поворотов. Нерожденные изомеры многих пептидных связей X-Pro также имеют мало или никакого влияния на складывание.
Методы прогнозирования бета-поворота
На протяжении многих лет были разработаны многие методы прогнозирования бета-поворотов. Недавно группа доктора Рагхавы разработала метод BetaTPred3, который предсказывает полный бета-поворот, а не отдельные остатки, попадающие в бета-поворот. Метод также достигает хорошей точности и является первым методом, который предсказывает все 9 типов бета-поворотов. Помимо прогнозирования, этот метод также может быть использован для поиска минимального количества мутаций, необходимых для инициирования или разрушения бета-поворота в белке в желаемом месте.