08-06-2023
Парадо́кс Левинта́ля — в 1968 году Сайрус Левинталь сформулировал известный парадокс: «Промежуток времени, за который полипептид приходит к своему скрученному состоянию, на много порядков меньше, чем если бы полипептид просто перебирал все возможные конфигурации»[1][2]
Содержание |
Чтобы разрешить данный парадокс, необходимо ответить на вопрос: «Как белок выбирает свою нативную структуру среди бесчисленного множества возможных?». Для цепи из 100 остатков число возможных конформаций ~10100 , и их полный перебор занял бы ~1080 лет, если один переход осуществлять за ~10−13 секунды. Поэтому сложность проблемы заключается в том, что данный вопрос нельзя решить экспериментально, так как придется ждать ~1080 лет.
Возможные причины этого парадокса следующие:[3]:
Белок может сворачиваться не «весь вдруг», а путем роста компактной глобулы за счет последовательного прилипания к ней все новых и новых звеньев белковой цепи[4]. При этом одно за другим восстанавливаются финальные взаимодействия (их энергия будет падать примерно пропорционально количеству звеньев цепи), а энтропия падать также пропорционально количеству фиксированных звеньев цепи. Падение энергии и падение энтропии полностью компенсируют друг друга в главном (линейном по N) члене в свободной энергии = — . Это исключает из оценки времени сворачивания член, пропорциональный 10N и время сворачивания зависит от много меньших по порядку величины нелинейных членов, связанных с поверхностными энтальпийными и энтропийными эффектами, пропорциональными N2/3 [4]. Для белка из 100 остатков это 101002/3 ~ 1021.5, что дает оценку скорости сворачивания, хорошо согласующуюся с экспериментальными данными, приведенными в [5].
| Это заготовка статьи по молекулярной биологии. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
Парадокс Левинталя.
