Воссоздание симметричных конформаций

4.4. Воссоздание симметричных конформаций

Ранее (см. разд. 3.2.) мы видели, что в блоках Суперматрицы по сторонам от главной диагонали располагаются симметричные конформации графа. Например, в блоке 11 два симметричных графа (рис. 39), описываются симметричными матрицами 101111 и 111101:

Рис. 39. Симметричные конформации 4х-звенного графа блока 11 (а, в) и их матричные описания (б, г)

Возникает вопрос: какими должны быть операторы, воссоздающие симметричные конформации? Рассмотрим два оператора связности - с короткой (слева) и более длинной (справа) цепью (рис. 40):

Рис. 40. Операторы связности (а, в), воссоздающие симметричные конформации белка и их матричные описания (б, г)

Как видно на рисунке 40, а, оператор с короткой цепью за счет X₁H образует водородную связь с O_i-4=C и способствует формированию водородной связи основной цепипN_iH...O_i-4=C (атомы i и i-4 связны, в матрице x₃=1, рис. 40, б). Он тянет всю систему вверх и влево. Возникающие силовые линии направлены от атомов i и i-2. Между ними возникает ребро связности (в матрице x₁=1). Поэтому в матрице стоит 1 0 1.

Оператор с более длинной цепью (рис. 40, в) образует водородную связь с O_i-4=C за счет X₂H и также способствует образованию водородной связи основной цепи N_iH...O_i-4=C (атомы i и i-4 связны, x₃=1). Он тянет систему вверх и вправо. Силовые линии будут направлены от атомов i-2 и i-4 и между ними возникает ребро связности (в матрице x₆=1, рис. 40, г). В третьем столбце матрицы будет 1 0 1.

Аналогичные выводы можно сделать при рассмотрении операторов анти-связности. Из нашего анализа следует, что симметричные конформации должны воссоздаваться разными физическими операторами. Проверим наши выводы на нашей таблице триплетного генетического кода.

Рис. 41. Анализ аминокислот, воссоздающих симметричные конформации в блоках С (а) и U (б).

Как видно на рисунке 41,а, в блоке С, симметрично относительно главной диагонали, идущей сверху вниз слева направо, расположены: Ala - Pro, Ser - Pro, Thr - Pro, Ser - Ala, Thr - Ala, Thr - Ser. В парах все аминокислоты разные.

В блоке U (рис. 41, б) симметричные конформации воссоздают следующие пары: Val - Leu, Phe - Leu, Ile - Leu, Phe - Val, Ile - Val, Met - Leu. Все аминокислоты пар – разные.

Рис. 42. Анализ аминокислот, воссоздающих симметричные конформации в блоках G (а) и A (б).

В блоке G (рис. 42,а) симметричное положение относительно главной диагонали занимают: Gly - Arg, Cys - Arg, Ser - Arg, Cys - Gly, Ser - Gly,Arg - T. Аминокислоты в парах разные. T - стоп сигнал.

В блоке A симметричные конформации воссоздаются парами: Asp - His, Tyr - Gln, Asn - Gln, Tyr - Glu, Asn - Glu, Lys - T. Аминокислоты пар – разные.

Итак, в реальном коде расположение аминокислот таково, что в симметричных парах находятся разные боковые цепи. И это при том, что в блоке U имеется 6 лейцинов, а в блоке G - 6 аргининов. Таким образом, наши выводы о том, что симметричные конформации белка должны воссоздаваться разными физическими операторами не противоречат свойствам триплетного генетического кода.

В процессе анализа было выявлено, что различные боковые цепи (например, одинаковые по свойствам, но различные по длине аминокислоты аспарагин и глютамин) могут иметь разные направления тянущего усилия (иными словами, различные вектора действия). Это послужило отправной точкой к специальному анализу действия физических операторов в области связи основной цепи N_iH...O_i_-4=C и привело в развитию модели молекулярной векторной машины белков. На основе этих представлений разработан высокоэффективный способ прогнозирования вторичной структуры белков, ставший основой патента. Подробнее с этими вопросами можно ознакомиться на нашем сайте «Молекулярная векторная машина белков»: http://vector-machine.narod.ru/.

Желаю Вам успешных научных путешествий!

На главную страницу