Електрика в білку
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Білкові молекули складні просторові побудови, вони містять сотні тисяч і мільйони атомів. Як розібратися у всьому цьому різноманітті? Для простоти аналізу устрій найрізноманітніших білків умовно поділяють деякі загальні рівні складності. Найнижчий – так звана первинна структура. Вона відбиває послідовність амінокислот — порівняно простих органічних молекул, числом трохи більше двадцяти, які чергуються у різних поєднаннях у довгих ланцюгах. Ці ланцюги потім якось скручуються в спіралі чи пучки, що прийнято вважати вже вторинною структурою.
Далі такі джгути амінокислотних ланцюжків «самі собою» складаються в глобули, часом майже круглої форми. Їх називають третинною структурою білка, хоч і це ще не білок, потрібна четвертинна структура — з’єднання кульок у нові ланцюжки. Незрозумілий механізм такого самоскладання простих утворень у складні, зокрема спосіб згортання джгутів у кульки
Вчені, аналізуючи цю проблему, звернули увагу на відомий факт: громіздка молекула білка має безліч хвостів — бічних груп атомів, які, виявляється, електрично заряджені. Носії зарядів – зазвичай іони атомів азоту, кисню та інші, що опинилися на кінцях молекулярних груп.
Вчені досліджували розподіл цих зарядів на поверхні одного з білків — гамма-кристаліну. Виявилося, що заряди об’єднуються в групи — кластери, причому по сусідству розташовуються обов’язково різно-іменні заряди, плюс чергується з мінусом. Такі кластери містили від двох до шести різно-знакових зарядів і, що цікаво, кожен кластер розташовувався в одній площині. Дослідники вважають, що взаємне тяжіння часто віддалених, але протилежно заряджених ділянок молекул, ймовірно, і є своєрідним електростатичним механізмом складання макромолекули в глобулу та її стабілізації в цьому незвичайному, майже круглому стані.