Электричество в белке

Белковые молекулы — сложные пространственные построения, они содержат сотни тысяч и миллионы атомов. Как разобраться во всем этом многообразии? Для простоты анализа устройство самых разных белков условно разделяют на некие общие уровни сложности. Самый нижний — так называемая первичная структура. Она отражает последовательность аминокислот — сравнительно простых органических молекул, числом не более двадцати, которые чередуются в разных сочетаниях в длинных цепях. Эти цепи затем как-то скручиваются в спирали или пучки, что принято считать уже вторичной структурой.

Дальше такие жгуты аминокислотных цепочек «сами собой» складываются в глобулы, порой почти круглой формы. Их называют третичной структурой белка, хотя и это еще не белок, нужна четвертичная структура — соединение шариков в новые цепочки. Непонятен механизм такой самосборки простых образований в сложные, в частности способ сворачивания жгутов в шарики

Ученые, анализируя эту проблему, обратили внимание на в общем-то известный факт: громоздкая молекула белка имеет множество хвостов — боковых групп атомов, которые, оказывается, электрически заряжены. Носители зарядов — обычно ионы атомов азота, кислорода и другие, оказавшиеся на концах молекулярных групп.

Ученые исследовали распределение этих зарядов по поверхности одного из белков — гамма-кристаллина. Оказалось, что заряды объединяются в группы — кластеры, причем по соседству располагаются обязательно разноименные заряды — плюс чередуется с минусом. Такие кластеры содержали от двух до шести разнознаковых зарядов и, что любопытно, каждый кластер располагался в какой-то одной плоскости. Исследователи полагают, что взаимное притяжение часто удаленных, но противоположно заряженных участков молекул, вероятно, и служит своего рода электростатическим механизмом сборки макромолекулы в глобулу и ее стабилизации в этом необычном, почти круглом состоянии.