Белки и H2O

[ivi]

Учитывая, что в живых системах много воды, разумно ли считать, что все белки содержат связанную воду как внутри белка, так на его поверхности для придания третичной формы?
Если в некоторых белковых структурах PDB есть N молекул воды, столько же молекул воды приходится на белок в клетке (без учета Ph и других ионов)? Насколько % +- изменяется структура PDB белка при помещении его в родное место в клетке ?
Катионы протия, но не воды, значатся возле кислотных центров в белке и гидроксид ионы у основных центров в структуре PDB?
Учитывая, что у белка есть изоэлектрическая точка, найденная через прибор, значит ли, что при некоторых значениях Ph среды к определяющим изоэлектрическую точку аминокислотам белка противопоставляются ионы среды таким образом, чтобы делать изоэлектрическую точку белка в среде равную Ph среды?

[Jokermaniak]

Учитывая, что в живых системах много воды, разумно ли считать, что все белки содержат связанную воду как внутри белка, так на его поверхности для придания третичной формы?

Белки набухают в воде, а иногда и растворяются. Белок это обычно линейный полимер, возможно с какими-то внутрицепными сшивками. Что такое "поверхность белка"? И что такое "связанная вода"?

Если в некоторых белковых структурах PDB есть N молекул воды, столько же молекул воды приходится на белок в клетке (без учета Ph и других ионов)?

Если вы про кристаллографические структуры, то это то, как белок кристаллизовался. Не факт что он вообще в клетке такой. А уж количество воды в кристалле вообще ни о чем не говорит. Сколько молекул воды приходится на белок в клетке - вопрос философский. Вода для белка - среда, а не какой-то стехиометрический партнер.

без учета Ph и других ионов?

А как можно считать молекулы воды с учетом ионов?

Насколько % +- изменяется структура PDB белка при помещении его в родное место в клетке ?

Я бы хотел уметь измерять изменение структуры молекулы в процентах. Но не умею, к сожалению. Но белкам ещё хуже - не у всех есть родное место, некоторые так и бродят неприкаянными по цитоплазме, сиротинушки.

Катионы протия, но не воды

Хорошо, что не катионы воды.

Катионы протия, но не воды, значатся возле кислотных центров в белке и гидроксид ионы у основных центров в структуре PDB?

Вроде в конце знак вопроса, но больше похоже на утверждение. Вообще говоря, по XRD, особенно такой большой пепяки как белок, вы не можете отличить OH-, H2O и H3O+. В реальности вообще необязательно, что противоион прям рядом болтается, тем более что у белков протолитические равновесия они сильно равновесные, а протоны шустрые, поди пойми ассоциирована конкретная группа в конкретный момент или диссоциирована. И вот как?

Учитывая, что у белка есть изоэлектрическая точка, найденная через прибор, значит ли, что при некоторых значениях Ph среды к определяющим изоэлектрическую точку аминокислотам белка противопоставляются ионы среды таким образом, чтобы делать изоэлектрическую точку белка в среде равную Ph среды?

???

[ivi]

?

[ivi]

Белки набухают в воде, а иногда и растворяются. Белок это обычно линейный полимер, возможно с какими-то внутрицепными сшивками. Что такое "поверхность белка"? И что такое "связанная вода"?

Спасибо за развернутый ответ! Речь идет о белках с внутрицепными сшифвками. Связанная вода - молекулы воды, которые проникли внутрь белка и создают его 3 структуру; такие молекулы могут вытесниться только другими молекулами воды, небольшими ионами, в частности метоксильными (это оффтоп, нет обратной связи со структурой из PDB). Поверхность белка - я имел ввиду, но не написал об этом, что это площадь 3-4 структуры белка, которая взаимодействует непосредственно со средой. Наружная часть белка.

Если вы про кристаллографические структуры, то это то, как белок кристаллизовался. Не факт что он вообще в клетке такой. А уж количество воды в кристалле вообще ни о чем не говорит. Сколько молекул воды приходится на белок в клетке - вопрос философский. Вода для белка - среда, а не какой-то стехиометрический партнер.

Об этом говорят полезные данные докинга, кристаллической структуры белка, ЯМР белка - таким образом на основе данных создаются лиганды, имеющие все большее и большее сродство к белку не только на компьютере, но и в клетке. Вы правы: "вода для белка - среда", но вода - стехиометрический партнер. Короче говоря, если большая часть белка снаружи содержит 10 гидрофобных групп и 5 гидрофильных, то эту часть покроет 3-7 молекул воды, если наоборот, то 8-20 молекул воды. Это условно(там еще спиртик сидит), для наглядности.

А как можно считать молекулы воды с учетом ионов?

Высаливание чего-то посредством синтеза гидратной оболочки иона в присутствии этого иона. Условно пиша, если кинуть хлорид натрия в воду с белком, то белок переосадится (на него приходится меньше воды).

Я бы хотел уметь измерять изменение структуры молекулы в процентах. Но не умею, к сожалению. Но белкам ещё хуже - не у всех есть родное место, некоторые так и бродят неприкаянными по цитоплазме, сиротинушки.

Я рад, что Вы написали сюда:

Вроде в конце знак вопроса, но больше похоже на утверждение. Вообще говоря, по XRD, особенно такой большой пепяки как белок, вы не можете отличить OH-, H2O и H3O+. В реальности вообще необязательно, что противоион прям рядом болтается, тем более что у белков протолитические равновесия они сильно равновесные, а протоны шустрые, поди пойми ассоциирована конкретная группа в конкретный момент или диссоциирована. И вот как?

ТО, что Вы написали, определяет 3 структуру белка. Почему не обязательно, если из PDB видно, что это (для противоиона) водородная связь? Шустрые, да. Но по длине связи, гипотетически, аргументируется (в кристалле).

Учитывая, что у белка есть изоэлектрическая точка, найденная через прибор, значит ли, что при некоторых значениях Ph среды к определяющим изоэлектрическую точку аминокислотам белка противопоставляются ионы среды таким образом, чтобы делать изоэлектрическую точку белка в среде равную Ph среды?

???

Изоэлектрическая точка белка делает Ph среды?

[Ahha]

К последнему посту ivi: вы бредите, вы тролль или вы некомпетентны?

[Jokermaniak]

У белка нет поверхности. Грубо говоря, это весьма рыхлый моток проволоки. Где там нутрь, где наружа и где поверхность - хрен поймешь. Например, взять структуру IgG - где у неё поверхность? О какой-то поверхности можно говорить только для белков с плотными глобулами.

Далее, вода с макромолекулой белка связана слабо и совершенно нестехиометрическим образом. И что значит "молекулу белка покроет столько-то молекул воды"??? Остальная часть гхм...поверхности белка с чем будет контактировать, с вакуумом? Гидрофобные части белка больше хотят контактировать друг с другом, конечно, но далеко не у всех них, особенно в хорошо сшитых белках, такая возможность есть. Рентгеновкая диффракция не видит протоны. Вообще. Их расставляют по косвенным структурным признакам. И если в макромолекуле белка это можно прекрасно сделать по валентным углам и длинам связей неводородных атомов, то что делать с одиноко торчащим посредь нихрена кислородом? Сколько протонов ему пририсовать, один, два или три?

Че за метоксильные ионы? Че за загон с изоэлектрической точкой? Изоэлектрическая точка белка - это такой рН (пишите уже его правильно), при котором его макромолекула электронейтральна. Всё. Это свойство белка, от параметров среды она не зависит. Короче, советую сначала разобраться в теме хотя бы на таком уровне, чтобы корректно формулировать вопросы.

[ivi]

To Ahha:
Здесь я для уточнения интересных мне деталей.
To Joker:
"Например, взять структуру IgG - где у неё поверхность?" - Aаминокислотные поверхности, обращенные к среде. Речь в теме как раз о т.н. "пилотных белках".

"Остальная часть гхм...поверхности белка с чем будет контактировать, с вакуумом? Гидрофобные части белка больше хотят контактировать друг с другом, конечно, но далеко не у всех них, особенно в хорошо сшитых белках, такая возможность есть." - Вы частично ответили на вопрос. Гидрофобные части белка ассоциируются с другими гидрофобными молекулами или белками.

"Рентгеновкая диффракция не видит протоны. Вообще. Их расставляют по косвенным структурным признакам. И если в макромолекуле белка это можно прекрасно сделать по валентным углам и длинам связей неводородных атомов, то что делать с одиноко торчащим посредь нихрена кислородом? Сколько протонов ему пририсовать, один, два или три?" - По длине связи кислород-гетероатом, образующим водородную связь. Насчет числа протонов, например, по протвоиону для воды: если амин, то OH(-), а если кислота - OH3(+).

"Че за метоксильные ионы? Че за вагон с изоэлектрической точкой? Изоэлектрический белковый точка - это такой Ph (пишите уже его правильно), при котором его макромолекула электронейтральна. Это свойство белка, от параметров среды она не зависит." - Метоксид анион и два протона (когда основание), если вместе - метоксильный ион. Да, при этом Ph белок нейтрален, но почему он нейтрален? - в начале темы я предположил, что в присутствии только воды - Ph раствора станет равным изоэлектрической точке белка (если растворится значительно). Что такое электронейтральный для Вас белок? - белок без ионов (хлорид, сульфат, гидроксид)? или белок, содержащий эти ионы, которые делают его изоэлектрическую точку?

[Ahha]

Насчет числа протонов, например, по протвоиону для воды: если амин, то OH(-), а если кислота - OH3(+)

Вы серьезно полагаете, что напротив каждого амина и каждого карбоксила торчит ровно по одной молекуле воды, которую и надо будет ионизовать? Это очевидно не так.

Метоксид анион и два протона (когда основание), если вместе - метоксильный ион.

Это шедевр. Объясните, пожалуйста, а лучше нарисуйте, что такое в вашем понимании "метоксид анион", что за "два протона когда основание" и чем это всё отличается от "метоксильного иона". Потому что при моем (и подавляющего большинства здешней аудитории) понимании метоксид анион в воде, не говоря уж о живой клетке при физиологических условиях, существовать не будет. Да и появиться ему там особо неоткуда.

В общем, присоединяюсь к предыдущему оратору: научитесь грамотно формулировать вопросы, иначе то, что вы пишете, местами читается, мягко скажем, странновато.

[ivi]

To ahha:
"Вы серьезно полагаете, что напротив каждого амина и каждого карбоксила торчит ровно по одной молекуле воды, которую и надо будет ионизовать? Это очевидно не так." - Это пример для наглядности. Я не полагаю, что торчит столько-то воды, но если из структуры видно, что есть кислород, связанный водородной связью с аминогруппой, то это уже не вода, а OH(-).

Под ионом я имел ввиду либо анион или катион. MeOH + H(+) = MeOH2(+) при pH ниже pK MeOH в воде. Отчасти Вы правы, но вот задача: метаболизм метанола - присоединение к NAD (катион пиридиния) - опосредуется через его анион или катион?

Стараюсь формулировать и спасибо за активность!

[amge]

MeOH + H(+) = MeOH2(+) при pH ниже pK MeOH в воде.

Ой!
Что такое pK MeOH в воде? pKа MeOH в водной среде? Тогда это 16. Но из контекста, похоже, имелось в виду pKа протонированного MeOH. Тогда -2. Соответственно, условия, при которых концентрация ионов MeO(-) и MeOH2(+) существенна, соответствуют сильнощелочным и сильнокислым средам, страшно далеким от физиологических.

[ivi]

MeOH + H(+) = MeOH2(+) при pH ниже pK MeOH в воде.

Ой!
Что такое pK MeOH в воде? pKа MeOH в водной среде? Тогда это 16. Но из контекста, похоже, имелось в виду pKа протонированного MeOH. Тогда -2. Соответственно, условия, при которых концентрация ионов MeO(-) и MeOH2(+) существенна, соответствуют сильнощелочным и сильнокислым средам, страшно далеким от физиологических.

Протонированный метанол - для примера. Исходя из pKa (H2O) = 15.7, концентрация MeO(-) ионов в воде не более чем на порядок ниже концентрации HO(-). Водородного показателя в pH 8 (при прочих равных, без учета активностей) достаточно для уверенного смещения равновесия в сторону MeO(-). Впрочем, концентрация практически не играет роли, если речь идет о белковом катализе. Как Вы написали, достаточная концентрация MeO(-) действительно велика только в сильнощелочных условиях, при которых фермент потеряет свою активность.

[ivi]

П. С. : Ферментов и белков со значительным числом кислотных функций в активном сайте.

[amge]

Исходя из pKa (H2O) = 15.7, концентрация MeO(-) ионов в воде не более чем на порядок ниже концентрации HO(-).

Ваше утверждение, возможно, верно для среды, содержащей МеОН и воду в соотношении 1:1 по молям. Это примерно 70 об.% метанола. Вы точно хотите запихивать белки в такую среду?

[ivi]

Нет, что Вы

[ivi]

Почему и куда это все...