Интегральные мембранные белки играют ключевую роль в процессах клеточной рецепции, трансдукции сигналов и биоэнергетики. Классическим примером такого соединения является бактериородопсин — светозависимый протонный насос, обнаруженный у галофильных архей. Этот белок улавливает кванты света и переносит протоны через мембрану клетки наружу, создавая электрохимический градиент для последующего синтеза АТФ. Молекула бактериородопсина относится к транслоказам и полностью пронизывает липидный бислой несколько раз. Она сформирована 7 альфа-спиральными участками, каждый из которых пересекает плазматическую мембрану насквозь, строго перпендикулярно её плоскости. Молекулярная масса исследуемого интегрального белка составляет 49,5 кДа. Для оценки стабильности молекулы в липидном окружении биофизикам необходимо рассчитать долю её структуры, погружённую в гидрофобную зону бислоя.
Альфа-спираль имеет шаг 5,4 Å и содержит 3,6 аминокислотных остатка на один полный виток. Толщина плазматической мембраны архей в месте локализации белка составляет 5,4 нм.
Порядок выполнения задания: 1) приведите последовательное обоснование и расчёты геометрических параметров альфа-спирали внутри бислоя;
2) определите количественный состав аминокислот в различных частях белка и рассчитайте итоговую долю его трансмембранной части.
Используя данные, выполните задания (a-c).
a) рассчитайте число полных витков спирали и количество аминокислотных остатков, приходящихся на один трансмембранный сегмент;
b) вычислите общее количество аминокислотных остатков во всём белке и суммарное число аминокислот, находящихся непосредственно внутри липидного бислоя;
c) определите долю аминокислотных остатков белка (%), участвующих в формировании его трансмембранных альфа-спиралей.
Внимание! Данная письменная работа является заданием с развёрнутым ответом. Поэтому способ решения и все соответствующие им расчёты следует последовательно записать в лист ответов.