Калиевые каналы. Расчетная задача.
Белки выполняют широчайший спектр функций и имеют различную локализацию в клетке. Одни находятся целиком в цитоплазме, другие частично связаны с мембранами или полностью пронизывают их, иногда многократно. К последнему типу относится примерно 27% всех белков человека. Это разнообразные рецепторы, ферменты и транспортеры. Примером транспортеров могут служить потенциал-зависимые калиевые каналы в мембране. Они осуществляют транспортировку ионов калия, участвуя таким образом в проведении нервного импульса. Одна из разновидностей калиевых каналов сформирована четырьмя молекулами белка KCNQ1. Одна молекула белка KCNQ1 имеет 6 альфа-спиральных участков, каждый из которых пересекает мембрану насквозь, перпендикулярно плоскости мембраны. Молекулярная масса KCNQ1 составляет 74,7 кДа. Вычислите долю аминокислотных остатков белка KCNQ1, участвующих в формировании трансмембранных участков альфа-спиралей. Ответ выразите в процентах.
Справочная информация: альфа-спираль имеет шаг 5,4 ангстрем и содержит 3,6 аминокислотных остатка на виток. Толщина мембраны составляет 7 нм. Средняя масса аминокислотного остатка в белке составляет 110 Да, 1 ангстрем =0,1 нм =10-10м.
1. Приведем данные к одной размерности: 5,4 \AA = 0,54 нм (или 7 нм = 70 \AA ).
2. 7 нм /0,54 нм = 12,96 ( \approx 13) витков спирали находятся полностью в мембране. Округление результатов на любом этапе решения не влияет на оценку.
3. 12,96 \cdot 3,6 = 46,66. В случае округления в предыдущем действии: 13 \cdot 3,6 = 47 аминокислот в одном трансмембранном участке альфа-спирали.
4. 46, 66 \cdot 6 = 279,9 или, округляя, 47 \cdot 6= 282 аминокислотных остатка в 6 альфаспиралях расположены в мембране.
5. 282 \cdot 110 = 31020 Да - масса трансмбранных участков белка
6. 31020 / 74 700 = 41,5 \%
Ответ: доля аминокислотных остатков белка KCNQ1, участвующих в формировании трансмембранных участков альфа-спиралей, составляет 41,5 %.
Критерий оценки:
1. За правильный перевод размерностей (7 нм = 70 \AA или 5,4 \AA = 0,54 нм) 1 б.
2-6. По 2 б. за последующие правильные действия (например, приведенные в решении) и полученный правильный ответ. Если промежуточный ответ неверный, то дальнейшие вычисления не оцениваются.