7.11. b-Кератины имеют другую конформацию полипептидной цепи, называемую b-структурой

Р-Кератипы, в частности фиброин (белок шелка и паутины), тоже принадлежат к категории нитевидных нерастворимых белков; хотя они более гибки, вместе с тем с трудом поддаются растяжению. Они отличаются от -кератинов тем, что имеют другую периодичность структуры, элементы которой повторяются через каждые 0,70 нм. Еще одно различие между и -кератинами сыграло важную роль в установлении структуры (-ке-ратинов. При обработке -кератина волос паром его можно растянуть почти вдвое по сравнению с исходной длиной. В этом растянутом состоянии он дает рентгенограммы, напоминающие рентгенограммы, характерные для фиброина шелка. Отсюда был сделан вывод, что при растяжении -кератин волос утрачивает -спиральную конформацию и его полипептидная цепь приобретает вытянутую конформацию, почти вдвое превышающую по длине -спираль. Это происходит потому, что в обработанном паром волосе разрываются водородные связи, стабилизирующие а-спираль, витки спирали распрямляются и принимают более вытянутую конформацию. Если -кератину, обработанному паром, снова дать остыть и снять нагрузку, он самопроизвольно возвращается к исходной -спиральной конформации.

Более вытянутая конформация полипептидных цепей в шелке, растянутом волосе и шерсти была установлена методом рентгеноструктурного анализа и названа Р-конформацией. Как показано на рис. 7-10, остов полипептидной цепи в Р-конформации вытянут таким образом, что имеет уже не спиральную, а зигзагообразную структуру. В фиброине зигзагообразные полипептидные цепи уложены параллельно друг другу в виде целого ряда складок; поэтому такая структура называется складчатым слоем (рис. 7-10). Для -конформации характерно отсутствие внутрицепочечных водородных связей. Вместо них образуются межцепочечные водородные связи между пептидными группами соседних полипептидных цепей, находящихся в вытянутой конформации. В образовании таких межцепочечных водородных связей участвуют все пептидные группы -кератина. -группы аминокислот выступают по обе стороны зигзагообразной структуры, что хорошо видно при изображении полипептидной цепи в боковой проекции. Существуют еще два важных различия между и -кератинами.

Рис. 7-10. b-Конформация полипептидных цепей в -кератинах. А. Три цепи, образующие складчатый слой (вид сверху); показано расположение поперечных водородных связей между соседними цепями. -группы выделены красным цветом. Б. Та же структура (вид сбоку): показано расположение -групп, выступающих по обе стороны складчатого слоя.

Во-первых, в -кератинах нет поперечных цистиновых связей между соседними цепями, и, во-вторых, соседние полипептидные цепи в Р-кератинах обычно направлены в противоположные стороны, т.е. имеют антипараллелъную ориентацию, тогда как для цепей а-кератина характерна параллельная ориентация (см. рис. 7-8).

-Структура может образоваться только при наличии в составе полипептида соответствующих аминокислот, расположенных в определенной последовательности. Необходимо, в частности, чтобы -группы аминокислотных остатков имели сравнительно небольшие размеры. Так, в фиброине шелка и других -керати-нах, например в белке паутины, наблюдается очень высокое содержание глицина и аланина - аминокислот с наименьшими по размеру -группами. Примечательно, что в фиброине шелка каждой второй аминокислотой является глицин.