Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

7: Статистичний опис високомолекулярної структури

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    17956

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Існує ряд способів, за допомогою яких макромолекулярна структура описується в біофізиці, які розрізняються за типом інформації, яку вони намагаються передати. Розглянемо ці дві перспективи щодо високомолекулярної структури, які представляють протилежні межі: атомістичний проти статистичного.

    1. Атомістичний: Використання атомів, малих молекул або функціональних груп як будівельних блоків для біомолекулярної структури. Ця перспектива корениться в домінантних методах дослідження макромолекулярної структури (90% рентгенівської кристалографії; 10% ЯМР). Він має найбільше значення для опису докладних Ångstrom до нанометрового масштабу взаємодії хімічної природи, але також має тенденцію посилити унікальний і жорсткий погляд на структуру, хоча це не може бути при фізіологічних температурах. Атомістична перспектива притаманна молекулярним силовим полям, що використовуються в обчислювальній біофізиці, які дозволяють досліджувати залежні від часу процеси та молекулярні розлади. Навіть у межах атомістичного подання існує багато взаємодоповнюючих способів представлення високомолекулярної структури. Нижче наведено кілька уявлень про структуру міоглобіну, кожне використовується для підкреслення конкретних фізичних характеристик білка.
      2021-08-30 пнг
    2. Статистичний/фізичний: Більше застосовується для невпорядкованих або гнучких макромолекул. Акцент робиться на статистичному описі молекул, які можуть мати кілька конфігурацій. Часто атомна/молекулярна структура повністю залишається поза увагою. Ці інструменти мають особливу цінність для опису конфігураційної ентропії та виключеного обсягу, і на них впливають обмеження зв'язків ковалентного зв'язку уздовж ланцюга. Такий підхід не менш важливий: 30— 40% первинних послідовностей в PDB пов'язані з невпорядкованими або неструктурованими регіонами. Конформаційні переваги описуються статистично.

    2021-08-30 пнг

    Статистичні моделі

    • Структура описана в терміні функцій розподілу просторових ймовірностей.
    • Можуть бути обмеження на геометрію або енергетичні функції, які описують взаємодію між ланцюгами та всередині них.
    • Ми обговоримо кілька моделей, які виникають для безперервного ланцюга в просторі, що змінюється жорсткістю, обмеженнями на конформацію та виключеною гучністю.
      • Сегментні моделі: випадкові котушки, вільно з'єднаний ланцюг, вільно обертається ланцюг
      • Ґратчасті моделі: теорія Флорі—Хаггінса
      • Модель континууму: черв'ячний ланцюг