cyanic-selkie/wikianc huggingface dataset:
Откривање на Нептун
Набљудување: 24 септември 1846 година
Леверје не бил свесен дека неговата јавна потврда за приватните пресметки на Адамс ја поттикнала британската потрага по наводната планета. На 31 август ги претставил третите мемоари, давајќи ја масата и орбитата на новото тело. Бидејќи бил неуспешен во неговите напори да заинтересира кој било француски астроном за проблемот, Леверје конечно ги испратил своите резултати по пошта до Јохан Готфрид Гале во Берлинската опсерваторија. Гале го примил писмото на 23 септември и веднаш почнал да работи на набљудување во регионот предложен од Леверје. Студентот на Гале, Хајнрих Луис Даре, предложил дека неодамна нацртаната карта на небото, во регионот на предвидената локација на Леверје, може да се спореди со сегашното небо за да се бара поместувањето карактеристично за планетата, наспроти стационарна ѕвезда.
Нептун бил откриен веднаш по полноќ, по помалку од еден час пребарување и помалку од 1 степен од позицијата што ја предвидел Леверје. По две дополнителни ноќи на набљудувања во кои биле потврдени нејзината позиција и движење, Гале му одговорил на Леверје со зачуденост: „планетата чие место сте [го пресметале] навистина постои “ (нагласено во оригинал). Телескопот за откривање бил екваторски поставен ахроматски рефрактор од фирмата Мерц и Малер на Џозеф Фраунхофер.
Последици
Во Франција и Англија се појавила силна контроверзија за заслугите на двајцата астрономи. Имало многу критики за Ери во Англија. Адамс бил разумен млад човек кој природно не сакал да објави резултат што ќе ја утврди или уништи неговата кариера. Ери и Чалис биле критикувани, особено од Џејмс Глејшер, дека не ја оствариле својата соодветна улога како ментори на млад талент. Чалис бил скршен, но Ери го бранел сопственото однесување, тврдејќи дека потрагата по планета не била улога на опсерваторијата Гринич. Во целина, Ери го бранеле неговите биографи. Во Франција тврдењата направени за непознат Англичанец биле огорчени како отфрлање на заслугите поради достигнувањето на Леверје.
Кралското друштво му го доделил на Леверје Коплиевиот медал во 1846 година за неговото достигнување, без споменување на Адамс, но академската репутација на Адамс во Кембриџ и во општеството била обезбедена. Како што станале познати фактите, некои британски астрономи го наметнале ставот дека двајцата астрономи независно го решиле проблемот на Нептун и на секој му припишуваат еднаква важност. Но, самиот Адамс јавно го признал приоритетот и заслугата на Леверје (не заборавајќи да ја спомене улогата на Гале) во трудот што тој му го дал на Кралското астрономско друштво во ноември 1846 година:"Ги споменувам овие датуми само за да покажам дека моите резултати беа пристигнати независно, а претходно до објавувањето на оние на М. Ле Верје, а не со намера да се мешаат во неговите праведни тврдења за почестите на откритието; зашто нема сомнеж дека неговите истражувања првпат беа објавени во светот и доведоа до вистинското откривање на планетата од страна на д-р Гале, така што фактите наведени погоре не можат да ја намалат, ни најмал степен, од заслугата на М. Ле Верје."Набргу потоа била упатена критиката, дека и Адамс и Леверје биле преоптимисти во прецизноста што ја тврделе за нивните пресметки и дека обајцата, користејќи го Бодеовиот закон, во голема мера го прецениле растојанието на планетата од Сонцето. Понатаму, било предложено дека и двајцата успеале да ја постигнат географската должина речиси правилно само поради „случајот на орбиталното време“. Оваа критика била детално дискутирана од Данџон (1946) кој преку дијаграм и дискусија истакнал дека иако хипотетичките орбити пресметани и од Леверје и од Адамс за новата планета биле навистина со многу различна големина во целина од онаа на реалната Нептун (и всушност слични еден на друг), и двајцата биле многу поблиску до вистинскиот Нептун во текот на тој клучен сегмент од орбитата што го покрива интервалот на годините за кои биле направени набљудувањата и пресметките, отколку за останатите пресметани орбити. Така, фактот дека и двата калкулатори користеле многу поголема орбитална главна оска од реалноста, се покажало дека не е толку важен, ниту пак најрелевантниот параметар.
Новата планета, на почетокот наречена „Le Verrier“ од Франсоа Араго, со консензус го добила неутралното име Нептун. Неговото математичко предвидување било голем интелектуален подвиг, но исто така покажало дека Њутновиот закон за гравитација, кој Ери речиси го довел во прашање, преовладувал дури и на границите на Сончевиот Систем.
Адамс немал огорченост кон Чалис или Ери и го признал сопствениот неуспех да го убеди астрономскиот свет: "Меѓутоа, не можев да очекувам дека практичните астрономи, кои веќе беа целосно окупирани со важни трудови, ќе почувствуваат толку голема доверба во резултатите од моите истражувања, како и јас." Спротивно на тоа, Леверје бил арогантен и наметлив, овозможувајќи му на британскиот научен естаблишмент да се затвори зад Адамс, додека Французите, генерално, нашле малку симпатии кај него. Во 1874 – 1876 година, Адамс бил претседател на Кралското астрономско друштво, кога требашело да му го додели Златниот медал на годината на Леверје.
Подоцнежна анализа
Конвенционалната мудрост дека откритието на Нептун треба да се претстави како „заслуга и на Адамс и на Леверје“ неодамна била оспорена ставајќи ги во прашање извештаите на Ери, Шалис и Адамс во 1846 година
Во 1999 година, преписката на Адамс со Ери, која била изгубена од Кралската опсерваторија Гринич, била повторно откриена во Чиле меѓу имотите на астрономот Олин Ј. Еген по неговата смрт. Во едно интервју во 2003 година, историчарот Николас Колерстром заклучил дека тврдењето на Адамс за Нептун е многу послабо отколку што било предложено, бидејќи тој постојано се двоумел околу точната местоположба на планетата, со проценки кои се движат низ 20 степени на лак. Според Колерстром, улогата на Ери како скриен супериор, намерно игнорирајќи го изненадениот млад интелект, била во голема мера изградена откако била пронајдена планетата, со цел да се засили заслугата на Адамс, а со тоа и на Британија за откритието. Подоцнежна статија на Scientific American од Шихан, Колерстром и Ваф похрабро тврдел „Британците го украдоа Нептун“ и заклучил „Достигнувањето беше само на Леверје“.
Телескоп за откривање на Нептун
Телескопот, во опсерваторијата Њу Берлин (1835-1913), кој го открил Нептун е ахроматски рефрактор со отвор од 9 париски инчи (9,6 англиски инчи, или 24,4 см). Направен од фирмата на покојниот Џозеф Фраунхофер, Мерц и Малер, тој претставувал телескоп со високи перформанси од неговата ера, со еден од најголемите достапни ахроматски двојници и фино изработен екваторијален држач, со погон на часовникот за поместување на 4 m (13,4') главна цевка со иста брзина како и Земјината ротација. На крајот телескопот бил преместен во Германскиот Музеј во Минхен, Германија, каде што сè уште може да се погледне како експонат.
Белковински домен
Белковински домен е сочуван дел од дадена белковинска низа и третична структура, кој може да постои, функционира и еволуира независно од остатокот на белковинската молекула. Секој домен формира компактна тридимензионална структура, која често е независно стабилна и независно може да се склопи. Голем број на белковини се изградени од неколку структурни домени, а еден ист домен може да се јави во структурата на мноштво различни белковини. Со рекомбинација на неколку домени во повеќе различни аранжмани можат да се добијат белковини со сосема различни функции. Големината на белковинските домени може да варира од 50 до 250 аминокиселини. Најкратките домени, како што се цинковите прсти (анг. zinc fingers) се стабилизирани од метални јони или дисулфидни мостови. Често домените формираат функционални единици, како што е EF рака (анг. EF hand) доменот кој врзува калциум и е составен дел на калмодулинот. Поради нивната независна стабилност, домените можат да се пренесат од една на друга белковинска молекула, по пат на генетски инженериг, и така да се создадат фузиони (химерни) белковини.
Историја
Ветлауфер (Wetlaufer) прв го предложил концептот на белковински домен во 1973 година, по рендгенско кристалографски проучувања на лизозим и папаин и проучувања со ограничена протеолиза на имуноглобулини. Ветлауфер го доминирал белковинскиот домен како стабилна единица на белковинска структура која може самостојно да се склопи. Во минатото домените биле опишувани како единици на:
Секоја од овие дефиниции е валидна и често можат да се поклопуваат, на пример, компактен структурен домен кој се среќава кај повеќе разновидни белковини, најверојатно е способен да се склопува независно во рамките на своето структурно опкружување. Во природата често се среќаваат т.н. мултидоменски и мултифункционални белковини, кои содржат повеќе од еден домен во својата структура, а често можат да вршат и повеќе од една функција. Кај мултидоменските белковини, секој домен може самостојно да ја изврши својата функција, или пак на синхронизиран начин со неговите соседни домени. Домените можат да служат или како модули за изградба на поголеми агрегати, како што се вирусните честички и мускулни влакна, или за обезбедување на специфични каталитички или врзувачки места, како што се среќава кај ензимите и регулаторните белковини.
Пример: пируват киназа
Соодветен пример е пируват киназата (види слика погоре), гликолитичен ензим кој игра важна улога во регулирање на флуксот од фруктоза-1,6-бисфосфат до пируват. Тој содржи нуклеотид-врзувачки домен изграден само од β-плочи (сино), домен за врзување на супстрат со α/β структура (сиво) и регулационен домен со α/β структура (маслиново зелена) поврзани преку неколку полипептидни линкери. Секој од домените на оваа белковина се класифицира во неколку различни белковински фамилии.
Централниот домен, кој го врзува супстратот, има структура на α/β-цилиндар и е еден од најчестите ензимски склопови. α/β-цилиндарот често се нарекува TIM цилиндар (анг. TIM barrel, именуван по ензимот триоза фосфат изомераза, каде првпат бил откриен). Моментално, TIM цилиндарот се класифицира во 26 хомологни фамилии во CATH базата на податоци (анг. CATH protein structure database). TIM цилиндарот е формиран од низа на β-α-β мотиви, која се затвора така што првата и последната полипептидна верига водородно се поврзуваат меѓусебно, со што се формира структура која личи на буре изградено од осум вериги. Еволутивното потекло на овој домен сè уште е тема на дебата. Според една студија, еден ензим предок дивергирал во неколку белковински фамилии, додека според друга студија структурата на TIM цилиндарот еволуирала неколкупати во историјата на живиот свет преку конвергентна еволуција.
TIM цилиндарот во пируват киназата е „дисконтинуиран“, што значи дека потребен е повеќе од еден сегмент од полипептидот за да се формира структурата на доменот. Ова веројатно е резултат на вметнување на еден домен во друг во текот на еволуцијата на белковината. Од досега познатите белковински структури може да се заклучи дека околу четвртина од сите структурни домени се дисконтинуирани. Вметнатиот домен на β-цилиндар во пируват киназата е „континуиран“, што значи дека го создава континуирана полипептидна низа.
Единици на белковинска структура
Првичната структура на една белковина (аминокиселинската низа) ја кодира неговата склопена тридимензионална (3D) конформација. Најважниот фактор кој го регулира склопувањето на белковината во нејзината 3Д-структура е дистрибуцијата на поларните и неполарните странични радикали. Склопувањето го покренува ориентацијата на хидрофобните странични радикали кон внатрешноста на молекулата, за да избегнат контакт со вода. Општо земено, белковините имаат јадро од хидрофобни аминокиселински остатоци опкружено со обвивка од хидрофилни остатоци. Бидејќи самите пептидни врски се поларни по карактер, тие се неутрализираат со меѓусебно поврзување со водородни врски кога се наоѓаат во хидрофобната средина. Ова доведува до тоа да одредени региони на полипептидот формираат чести 3D структурни форми наречени вторични структури. Постојат два главни типа на вторична структура: α-завојница и β-плоча.
Некои едноставни комбинации на елементи на вторичната структура често се јавуваат во 3D структурите на белковините и се нарекуваат супервторична структура или мотиви. На пример, мотивот β-шнола (анг. β-hairpin) се состои од две соседни антипаралелни β-нишки поврзани со мала петелка. Овој мотив се јавува кај повеќето антипаралелни β-структури, или како изолирана лента или во состав на посложените β-плочи. Друга честа супервторична структура е β-α-β мотивот, кој често се користи за поврзување на две паралелни β-нишки. Централната α-завојница го поврзува C-крајот на првата нишка со N-крајот на втората нишка, а неговите странични остатоци се скапувани спроти β-плочата, на тој начин штитејќи ги хидрофобните остатоци од β-плочата од контакт со вода.
Ковалентната асоцијација на два домена има структурна и функционална предност, бидејќи стабилноста значително се зголемува во споредба со истите домени кога не се ковалентно поврзани. Други предности се заштита на меѓупроизводите на ензимската реакција во рамките на интердоменските пукнатини на ензимската молекула, кои инаку може да бидат нестабилни во водена средина, и фиксен стехиометриски сооднос на ензимската активност неопходна за одвивање на низа реакции.
Структурното порамнување е важна алатка за одредување на белковинските домени.
Третична структура
Неколку мотиви можат да бидат спакувани заедно за да формираат локална, компактна, полунезависна единица наречена домен. Севкупната 3D структура на полипептидниот синџир се нарекува третична структура на белковината. Домените се основните единици на третичната структура, така што секој домен содржи поединечно хидрофобно јадро изградено од вторични структурни единици поврзани со петелки. Пакувањето на полипептидот обично е појако во внатрешноста отколку во надворешноста на доменот, што резултира со поцврсто јадро и пофлуидна површина. Аминокиселинските остатоци на јадрото често се сочувани во рамките на белковинската фамилија, додека остатоците на петелките се помалку сочувани, освен ако не се вклучени во функцијата на белковината. Третичната структура на белковините може да се подели на четири основни класи врз основа на содржината на вторични структури во доменот.
Граници во големината
Постојат граници во големината на домените. Големината на поединечните структурни домени варира од 36 аминокиселински остатоци кај Е-селектин, до 692 остатоци кај липооксигеназа-1, но мнозинството на домени (90%) имаат помалку од 200 остатоци, со просек од околу 100 остатоци. Многу кратките домени, со помалку од 40 остатоци, често биваат стабилизирани со помош на метални јони или дисулфидни врски. Големите домени, со повеќе од 300 остатоци, често содржат повеќе од едно хидрофобно јадро.
Четвртична структура
Голем број на белковини поседуваат четвртична структура, која се состои од неколку полипептидни синџири асоцирани во олигомерна молекула. Секој полипептиден синџир во таква белковина се нарекува подединица. Хемоглобинот, на пример, се состои од две α и две β подединици. Секој од овие четири полипептидни синџири има исклучиво-α глобински склоп, со жлеб за врзување на хемот.
Размена на домен (анг. domain swapping) е механизам за формирање на олигомерни агрегати. Кај размена на домен, вторичен или третичен елемент на мономерната белковина се заменува со ист елемент од друга белковина. Размена на домените може да варира од елементи на вторичната стуктура до цели структурни домени. Таа, исто така, претставува еволуционен модел за функционална адаптација преку олигомеризација, на пример, олигомерни ензими кај кои актвното место е на интерфејсите на подединиците.
Белковински домени како еволуциони модули
Природата новите низи ги прилагодува од претходно постоечки низи, а не ги создава одново. Природата често ги користи домените за создавање на нови низи; тие можат да се сметаат за генетски мобилни единици наречени „модули“. Честопати, C- и N-краевите на домените се просторно блиски, овозможувајќи им лесно да бидат вметнати во други структури за време на еволуцијата. Многу фамилии на домени се заеднички за сите три суперцарства на животот, археи, бактерии и еукариоти. Белковинските модули се подгрупа на белковински домени кои се среќаваат кај белковини со разновидни структури. Примери можат да се најдат кај вонклеточните белковини поврзани со коагулација, фибринолиза, комплемент, вонклеточната матрица, адхезиони молекули на клеточната површина и цитокински рецептори. Четири конкретни примери за широко распространети белковински модули се следните домени: SH2, имуноглобулин, фибронектин тип 3 и кринглскиот домен.
Молекуларната еволуција доведува до појава на фамилии на сродни белковини со слична аминокиселинска низа и структура. Сепак, сличностите меѓу низите можат да бидат исклучително ниски, дури и кај белковините кои ја имаат истата структура. Белковинските структури можат да бидат слични поради дивергенција од заеднички предок. Алтернативно, некои склопови (анг. folds) можат да бидат фаворизирани во однос на другите, бидејќи тие претставуваат стабилни аранжмани на вторични структури, а некои белковини можат да конвергираат кон создавање на вакви склопови во текот на еволуцијата. Досега има околу 110,000 експериментално утврдени белковински 3D структури, складирани во PDB (анг. Protein Data Bank – банка на податоци за белковини). Сепак, оваа бројка вклучува многу слични или идентични структури. Сите белковини треба да бидат класифицирани во структурни фамилии за да се разберат нивните еволуциони односи. Споредувањата на структурите на белковините најдобро се изведуваат на ниво на домени. Поради оваа причина развиени се мноштво на алгоритми кои автоматски одредуваат домени во белковините со позната 3D структура.
Мултидоменски белковини
Мнозинството на познати белковини, околу 2/3 кај едноклеточните организми и повеќе од 80% кај животинските организми, се мултидоменски белковини. Сепак, други истражувања заклучиле дека 40% од прокариотските и 65% од еукариотските белковини се мултидоменски.
Потекло
Мултидоменските белковини, најверојатно, се појавиле како резултат на селективен притисок во тек на еволуцијата за создавање на нови функции. Голем број на белковини имаат дивергирано од заеднички предци по пат на различни асоцијации и комбинации на домени. Модуларните единици често се движат околу, во рамките на, и помеѓу биолошките системи преку механизмите на генетско мешање:
Типови на организација
Наједноставната мултидоменска организација кај белковините е тандемското повторување на еден домен. Домените можат да стапуваат во интеракции едни со други (домен-домен интеракција) или да останат изолирани. Џиновската мускулна белковина титин, со 30.000 аминокиселински остатоци, содржи околу 120 фибронектин тип III и Ig-тип домени. Кај серинските протеази, генска дупликација довела до формирање на ензим со два β-цилиндар домена. Дупликатите толку многу дивергирале во текот на еволуцијата што не постои очигледна сличност во нивните низи. Активното место се наоѓа во расцеп помеѓу двата β-цилиндар домени, во кој се наоѓаат функционалните аминокиселински остатоци кои потекнуваат и од двата домена. Мутанти на химотрипсинската серинска протеаза, добиени со генетско инженерство, се покажало дека поседуваат одредена активност на белковинаази, иако функционалните аминокиселински остатоци на активното место биле изгубени. Поради тоа, се претпоставува дека појавата на дупликација во еволуционата историја на овој ензим ја зајакнала неговата активност.
Модулите често покажуваат различни односи на поврзување, каков што е случајот кај кинезините и ABC-транспортерите. Моторниот домен кај кинезинот може да се наоѓа на било кој од краевите во полипептидната верига, кој вклучува регион на намотана завојница и карго домен. ABC-транспортерите се изградени од најмногу четири домени, кои се состојат од два несродни модули, ATP-врзувачка касета и интегрално-мембрански модул, аранжирани во различни комбинации.
Не само што домените се рекомбинираат, туку има многу примери за вметнување на еден домен во друг. Сличностите во низата или структурата со другите домени покажало дека хомолози на вметнатите и родителските домени можат независно да постојат. Примери за ова се „прстите“ вметнати во доменот „дланка“ во рамките на полимеразите од Pol I фамилијата. Бидејќи еден домен може да биде вметнат во друг, секогаш треба да постои барем еден континуиран домен во мултидоменска белковина. Ова е главната разлика помеѓу дефинициите за структурни домени и еволуциони/функционални домени. Еволуциониот домен е ограничен на една или две врски помеѓу домените, додека структурните домени можат да имаат неограничени врски, во даден критериум за постоење на заедничко јадро. Неколку структурни домени можат да бидат припишани на еден еволуционен домен.
Супердомен се состои од два или повеќе сочувани домени со номинално независно потекло, но потоа наследени како една структурна/функционална единица. Овој комбиниран супердомен може да се јави кај различни белковини кои не се сродни само преку процесот на генска дупликација. Пример за супердомен е белковинска тирозинска фосфатаза-C2 домен (PTP-C2) парот кај PTEN (анг. phosphatase and tensin homolog), тензин, ауксилин и мембранската белковина TPTE2. Овој супердомен се среќава во белковините на животните, растенијата и габите. Клучната одлика на супердоменот PTP-C2 е сочуваноста на аминокиселинските остатоци во интерфејсот на доменот.
Склопување
Од времето на истражувањата на Анфинсен во раните 1960-ти години, целта потполно да се разбере механизмот со кој полипептидот бргу се склопува во својата стабилна природна конформација останува неостварена. Мноштвото на експериментални студии на склопување на белковините придонесоа многу за нашето разбирање на овој процес, но принципите според кои се регулира склопувањето сè уште се засноваат на оние откриени во времето на првите студии на склопувањето. Анфинсен покажал дека нативната состојба на белковината е термодинамички стабилна, а конформацијата е во глобалниот минимум на нејзината слободна енергија.
Склопувањето е насочена потрага по конформациски простор, што ѝ овозможува на белковината да се склопи за временски период кој е релевантен од биолошка гледна точка. Парадоксот на Левинтал наведува дека доколку белковина со просечна големина ги проверува сите можни конформации пред да ја најде онаа со најниска слободна енергија, тогаш процесот би траел милијарди години. Белковините типично се склопуваат во рок од 0.1 до 1000 секунди. Затоа, процесот на склопување на белковините мора на некој начин да е насочен да минува низ специфичен пат на склопување. Силите кои го насочуваат склопувањето по одреден пат најверојатно се комбинација на локални и глобални влијанија чии ефекти се чувствуваат во различни фази од реакцијата.
Напредокот во експерименталните и теоретските студии покажа дека склопувањето на белковините може да се разгледува во однос на енергетските површини, каде кинетиката на склопувањето се смета за прогресивна организација на комплет од делумно склопени структури низ кои белковината минува на патот кон склопената структура. Ова е опишано во однос на „инка на склопување“, во која несклопената белковина има голем број на достапни конформациски состојби, а склопената белковина има помалку достапни конформациски состојби. Шематскиот приказ на инката на склопување укажува на тоа дека за склопување на белковините потребно е намалување на слободната енергија и на ентропијата. Локалната нерамност на инката ги означува кинетичките стапици кои одговараат на акумулацијата на погрешно склопените интермедиери. Ланецот на склопување напредува кон пониски слободни енергии помеѓу нишките на полипептидот со што се зголемува неговата компактност. Конформационите опции на синџирот сè повеќе се стеснуваат, што на крајот води до една нативна структура.
Предност на домените во склопувањето на белковините
Организацијата на големите белковини со структурни домени претставува предност за склопувањето на белковините, бидејќи секој домен може поединечно да се склопи, со што се забрзува процесот на склопување и се намалува потенцијално големата вредност на комбинациите од интеракции на аминокиселинските остатоци. Понатаму, имајќи ја предвид случајната дистрибуција на хидрофобните остатоци во белковините, формирањето на домените изгледа како оптимално решение за голема белковина да може да ги ориентира своите хидрофобни остатоци кон внатрешноста на молекулата, а хидрофилните остатоци да ги ориентира кон надворешноста.
Сепак, улогата на интеракциите помеѓу домените во склопувањето на белковините и во енергетиката на стабилизацијата на нативната структура, веројатно е различна за секоја посебна белковина. Кај Т4 лизозимот, влијанието на еден домен врз друг е толку силно што целата молекула е отпорна на протеолитичко раскинување. Во овој случај, склопувањето е низијален процес, каде е потребно, во раните чекори од процесот, C-терминалниот домен самостојно да се склопи, а за склопување и стабилизација на другиот домен потребно е присуство на веќе склопен C-терминален домен.
Утврдено е дека склопувањето на изолиран домен се одвива со иста, или некогаш поголема, брзина од склопувањето на интегриран домен, што укажува дека за време на склопувањето можат да се јават неповолни интеракции меѓу тој домен и остатокот од белковината. Постојат докази дека најбавниот чекор во склопувањето на големите белковини е спарувањето на склопените домени. Случајот е ваков или поради тоа што домените не се потполно правилно склопени или поради тоа што малите прилагодувања потребни за нивна интеракција се енергетски неповолни, како што е отстранувањето на вода од интерфејсот на домените.
Домени и флексибилност на белковините
Присуството на повеќе домени во белковините доведува до голема флексибилност и подвижност, односно динамика на белковинскиот домен. Движењата на домените можат да се забележат преку споредување на различните структури на истата белковина (како во базата на податоци за молекуларни движења), или тие можат директно да се набљудуваат со употреба на спектри добиени со неутронско спинска ехо спектроскопија. Тие, исто така, можат да бидат предложени преку земање примероци во екстензивни молекуларно динамички траектории и со анализа на главните компоненти. Движењата на домените се важни за:
Едно од најголемите набљудувани движења на белковински домен е механизмот на „вртење“ кај пируват фосфат дикиназата. Фосфоинозитид доменот се врти помеѓу две состојби за да пренесе фосфатна група од активното место на нуклеотид-врзувачкиот домен до фосфоенолпируват/пируват доменот. Фосфатната група се пренесува на растојание од 45 Å, што вклучува придвижување (вртење) на доменот за приближно 100° околу еден аминокиселински остаток. Кај ензимите, затворањето на еден домен во однос на друг предизвикува врзување на супстратот со индуцирана спрега, што овозможува реакцијата да се одвива на контролиран начин. Деталната анализа на Герштајн доведе до класификација на два основни типа на движење на домените; движење на отворање и затворање како шарка на врата и движење на отворање и затворање како лизгањето кај ножиците. Само мал дел од полипептидната верига, имено меѓудоменскиот линкер и страничните ланци, подлежат на значителни конформациски промени по преуредувањето на доменот.
Дефиниција за домен од структурни координати
Структурен домен е компактна, глобуларна подструктура со повеќе внатрешни интеракции отколку интеракции со остатокот од белковината. Затоа, структурниот домен може да се одреди со две визуелни одлики: неговата компактност и неговиот степен на изолација. Во многу од раните методи за детерминирање на домени биле употребувани мерења за локална компактност,   а истите се употребуваат и во некои од поновите методи.
Ири (канал)
Каналот Ири е воден пат во Њујорк кој се простира 363 милји (584 км) од Албани на реката Хадсон до Бафало Њујорк до езерото Ири и претставува водена патека од Атлантскиот Океан до Големите езера. Каналот се состои од 36 брани. и опфаќа вкупна височинска разлика од 565 стапки (169 м). Првиот предлог беше даден во 1807 година, а започна да се гради од 1817 и заврши 1825 со официјалното отворање на 26 октомври 1825 година. Тоа беше првиот транспортен систем помеѓу источното крајбрежје (Њујорк) и западната внатрешност (Големите езера) за кој не беа потребни патно трошоци, беше побрзо од коли влечени од животни и ги намали патните трошоци за 95 %. Каналот доведе напредок за населението во државата Западен Њујорк ги направи и подалечните места достапни за населување и му помогна на Њујорк да стана главна порта за влез во САД. Тој беше проширен во период помеѓу 1834 и 1862 година. Во 1918 година проширениот канал беше заменет од поголемиот канал за бродови на државата Њујорк. Денес тој е дел од каналниот систем на државата Њујорк. Во 2002 година конгресот на САД го именуваше Ирскиот канален пат како Државно коридорно богатство за да ја признае државното значење на каналниот систем како најуспешна човечка изградба на воден пат и како најважна активност на цивилното инженерство во Северна Америка. Најпрвин беше користен само за рекреативни бродови за подоцна во 2008 да доживее развој.
Позадина
Од првиот денови на експанзијата на англиските колонии од Северна Америка во срцето на континентот го создаде проблемот за транспорт помеѓу крајбрежните станици и внатрешноста. Близу до крајбрежјето реките често обезбедува соодветен воден пат но пристутноста на Апалачките планинитенавлезени неколку стотици милји кон внатрешноста претставуваа голем предизвик. Патниците и товарот мораа да патуваат по земја патување кое беше уште повеќе отежнато од условите на патиштата. Фактот дека извозниот производ на долината Охајо не ги олеснуваше работите затоа што производот имаше голем волумен и не беше исплатливо да се извезува во далеката внатрешност поради ниската цена (ова доведе до Whiskey Rebellion). Во 18 и раниот 19 век на жителите од крајбрежјето им стана јасно дека градот или државата кои ќе успеат во развивање на евтин, сигурен пат до Западот ќе уживаат голем економски успех и дека таквата врата ќе ги развие бизнисите многу. Во тоа време проекти бе планирани во Вирџинија, Мериленд, Пенсилванија и каде се не.
Предлог и постава на основите
Големиот успех на каналот Bridgewater Canal ви Британија завршен во 1761 година доведе до градење на огромен број канали во Англија. Колонијалните идеи за канал или подобрена водена патека за поврзување на источниот брег со новите населување во западниот започнаа да се појавуваат во 1724, претставникот за провинции на Њујорк Кадвалдер Колден направи референција (во извештајот за надворешна трговија) за подобрување на природните водени патишта на Западен Њујорк. Џорџ Вашингтон направи големи напори за да ја направи реката Потомак мост до западот трошејќи значителна енергија и капитал во каналот Потомак од 1785 година до неговата смет четири години подоцна. Кристофер Кол кој беше запознаен со каналот Bridgewater ја истражуваше долината Мохавк и направи презентација пред на правниците на државата Њујорк во 1984 кога направи предлог за канал од езерото Онтарио. Предлогот привлече внимание и одредени дејства но на рајот сепак се сведе на ништо.
Гувернерот Морис и Елкан Вотсон беа другите рани предложувачи на канал низ Мохавк. Нивните напори доведоа до создавање на Западната внатрешна навигациска компанија за брани која ги презеде првите чекори за подобрување на водениот сообраќај на Мохавк, но компанија докажа дека приватното инвестирање беше неопходно. Во 1798 компанијата за канали Нијагара беше вклучена. Адвокатот кој конечно започна со изградба на каналот беше предузимачот Џеси Холи. Тој започна со невидено растење на пченка на рамнините во Западен Њујорк кои во голем дел не беа населени со цел за нивна продажба на Источното крајбрежје. Тој банкротираше обидувајќи се да врши испорака до брегот. Додека беше во затвор од долговите на Канадаидуа тој започна да врши напори за изградба на канал долж долината и реката Мохавк кои беа долги 90 милји. Тој имаше голема поддршка од Јозеф Елкот агент на Холандската земјена компанија во Батавија. Елкот сфати дека каналот ќе ја зголеми вредноста на земјата која тој ја продаваше во западниот дел на државата. Елкот подоцна стана првиот комесар за канали. Реката Мохавк притока на Хадсон течеше во првенствен се влеваше во канал ни Апалачките планини во државата Њујорк делејќи ги на Catskills и Adirondacks. Долината Мохавк беше единствениот скратен пат низ Апалачите во северна Алабама и одеше директно од реката Хадсон во истокот во езерото Онтарио и езерото Ири на запад. Од таму многу делови од внатрешноста и многу населби би биле достапни за Големите езера и другите поврзани реки. Проблемот беше во тоа што земјата се издигнуваше 600 стапки (180м) од Хадсон до езерото Ири. Браните во тоа време можеле да се справат до 12 стапки (3.7 м) така што би биле потребно најмалку 50 брани низ 360 милји(580 км) долгиот канал. Таков канал би чинел богатство дури и денес. Во 1800 година трошоците беа незамисливи. Претседателот Џеферсон го нарече предлогот ,, мал излив на лудило” и го одби предлогот. Но и покрај тоа Холи успеа да го заинтересира гувернерот на Њујорк Девит Клинтон. Постоеја многу спротивности и предлогот беше одбиен како "Clinton's Folly," или "Clinton's Ditch." Но во 1817 Клинтон успеа да добие 7 милиони долари од законодавството за изградба на каналот.
Оригиналниот канал беше долг 363 милји (584 км) од Албани на Хадсон до Бафало на езерото Ири. Каналот беше широк 40 стапки (12м) и длабок 4 стапки (1.2 м). Чамците во каналот до 3.5 стапки (1,1 м) беа влечени од коњи или мазги кои се наоѓаа на влечната патека. Постоеше само една влечна патека воглавно на северната страна од прокопот. Кога ќе се најдеа два чамци правило беше дека поминува тој кој се наоѓа до патеката а другиот оди на другата страна од каналот. Возачот или "hoggee" (изговорено HO-gee) на привилегираниот брод го носи својот тим до влечната патеа додека возач на другиот брод го повлекува својот тим и застанува, а неговите јажиња за влечење ќе бидат пуштени да потонат до дното и неговиот брод ќе го продолжи носен од замавот. Тимот на привилегираниот брод е преминат преку јажињата на другиот брод и тогаш нивниот брод ќе помине без застанување. Откако ова ќе заврши и другиот брод продолжува со патувањето. Страните на скратеницата беа поставени со камења сместени во кал, а исто така со кал беше поставено и дното. За работата со каменот беа потребни стотици германски ѕидари кои подоцна изградија многу познати објекти во Њујорк.
Изградба
Изградбата започна на 4 јули 1817 година во Рим Њујорк. Првите 15 милји (24км) од Рим до Утица беа отворени 1819 година. Со таа брзина каналот немаше да биде завршен ни за триесет години. Главните проблеми беа дрвјата кое беше потребно да бидат исчистени за патеката кој поминуваше низ шума како и проблемот со земјиштето кое се лизга но градителите ги решија овие проблеми. За паѓање на дрвјата тие врзуваа јаже на врвот на дрвото и влечеа. Тие ги извлекува остатоците од дрвјата со направа специјално направена за тоа. На две тркала беше поставено сечило. Мало тркало беше ставено во центарот на сечилото и тоа беше помало од останатите. Потоа синџир беше ставен за поврзување на сечилото и стеблото. И на крај со јаже беше поврзано тркалото од сечилото со добиток за влечење. Механичката предност помогна во соборување на дрвјата. Проблемот со лизгачкото земјиште беше решен со товарење на таквото земјиште во буриња кои подоцна беа товарени во коли влечени од мазги. Екипа од тројца луѓе би можел да гради една милја за една година. Преостанатиот проблем беше да се најде работна сила, а зголемената имиграција ја задоволи таа потреба. Луѓето кои ја испланира изградбата беа почетници и како набљудувачи и како инженери. Тогаш не постоеја граѓански инженери во Соединетите Држави. Џемс Гедес и Бенџамин Рајт кои ја водеа рутата беа судии чие искуство беше истражување на вина во расправија. Гедес имаше користено инструмент за мерење само неколку часа. Канвас Рајт беше 27 годишен аматерски инженер кој го убеди Клинтон да му дозволи во Британија на свој трошок со цел да го изучува системот на канали. Нејтан Робертс беше математичар и купо-продавач на земјиште. Сепак овие луѓе го направија и спроведоа каналот Ири до Нијагарината брана кај Локпорт, овие луѓе маневрираа со високите насипи за да поминат преку Irondequoit Creek, тие ја расчленија реката Гинис на неверојатен водовод и го преминаа патот преку карпестата почва помеѓу Малите водопади и Schenectady и сите овие храбри дизајни функционираа прецизно како што беа планирани.(Бернштајн стр. 381). Многу од работниците кои работеа на каналот беа Шкоти и Ирци, кои неодамна дошле во САД како група од 5000 луѓе од Северна Ирска,. Повеќето од нив беа протестанти и доволно богати да го плата патувањето.
Изградбата започна да се одвива побрзо со пристигнувањето на новите работници. Кога каналот дојде до Монтезума Марш ( дел од езерото Кајага западно од Сиракуза) 1000 работници почина како последица на мочуришна треска и изградбата престана. Работата продолжи на падините кон Хадсон и тогаш Марш замрзна во зимата и екипите работеа да ја завршат работата во областите на мочуриштето. Средниот дел од Утика до Салина (Сиракуза) беше завршен во 1820 година и сообраќајот започна да се одвива во истиот момент. Источниот дел 250 милји (400 км) од Брокпорт до Албани на големо задоволство беше отворен на 10 септември 1823 година. Каналот Шамплен, 64 милји (103 км) со патека север-југ од Вотервлет на Хадсон до езерото Шамплен беше отворен на истиот датум. Во 1824 година пред каналот да биде завршен во корист патниците и агентите за земја беше издаден деталниот водич ,, Рачен прирачник за туристи и патници низ каналите” и ,,Внатрешна трговија на државата Њујорк По Монтезума Марш следната пречка беше поминување на Нијагарината брана, 80 стапки (24 м) ѕид од долмотски седиментни карпи кои требаше да се издигнат до нивото на езерото Ири. Рутата го следеше каналот на речниот ракав кој се спушташе низ браната со серии од два сета од 5 брани кои обезбедува висина до заедницата Локпорт. Овие 12 стапки (3.7 м) висински брани имаа вкупна издигнување од 60 (18 м) и се наоѓаа во длабоко во процепот од каналот. Последниот крак мораше да помине низ 30 стапки (9.1 м) друг слој на седиментни карпи- Онондога гребенот. Поголемиот дел беше срушен со барут. Неискуството на екипите често доведуваше до несреќи како и паѓање на карпи врз домовите кои беа во близина. Две села беа последните станици: Black Rock, на реката Нијагара и Бафало на источниот врв од езерото Ири. Бафало потроши многу енергија на проширување и продлабочување на морскиот ракав Бафало за да го направи полесен за навигација и да направи пристаниште. Бафало беше пред Black Rock и прерасна во голем град опкружувајќи го претходниот конкурент. Работат беше завршена на 26 октомври 1825 година. Овој настана беше обележан со широко државната ,, Голема прослава” која кулминираше со успешните топовски истрели по должината на каналот како и на Хадсон. Тоа беше 90 минутна канонада во просторот помеѓу Бафало и државата Њујорк. Рој на чамци водени од гувернерот Девит Клинтон заминаа со претседателот на Сенека и пловеа десет дена од Бафало до Њујорк. Тогаш Клинтон церемонијално истури вода од езерото Ири во пристаништето на Њујорк за обележување на ,, Венчавањето на Водите”. На враќање претседателот на Сеника донесе сад со вода од Атлантскиот Океан кое беше истурено во езерото Ири од страна на судијата од Бафало Самоил Вилкинсон кој подоцна стана градоначалник.
Рута
Каналот започнуваше од западната страна на реката Хадсон кај Албани и одеше северно до Вотервлет од каде се разгрануваше каналот Шамплен. Кај Кахонс се искачуваше над ѕидот на западната страна на реката Хадсон и потоа свртуваше западно паралелно со брегот на реката Мохавк преминувајќи на северната страна кај Crescent и повторно кај Рексфорд продлжуваше на југ. Каналот одеше на запад близу јужниот брег на реката Мохавк сè до Рим каде Мохавк свртуваше на север. Кај Рим каналот продолжуваше западно паралелно со Wood Creek, која течеше западно во езерото Онајда и одеше југозападно и западно низ државата за да го избегне езерото. Западно од Канестота одеше приближно паралелно со северниот раб на ѕидот Онондага поминувајќи низ Сиракуза и Рочестер. Пред да дојде до Рочестер каналот користи серија на природни гребени за да ја помине длабоката долина на Irondequoit Creek (преглацијална состојба на реката Гинис). Кај Локпорт каналот свртува југозападно за да се искачи на врвот на Нијагарината брана користејќи ја клисурата Eighteenmile Creek. Потоа каналот продолжува јужно, југозападно до Пендлетон каде свртува западно и југозападно користејќи го каналот. Јужно од Tonawanda кон Бафало се движи само на исток од реката Нијагара до пристигнувањето до "Западниот терминал" кај Малиот речен ракав на Бафало (lкој подоцна стана Комерцијална платформа), кој се влеваше во реката Бафало токму пред сливањето во езерото Ири. Со повторното наводнување од Бафало на комерцијалната платформа патот од источниот терминал кај Албани до западниот терминал кај Бафало повторно беше отворен. Ири ја искористи погодноста на условите од уникатната топографија на Њујорк за обезбедување на единствениот пат низ Апалачите јужно од реката Св. Лоренс. Голема одлика на Њујорк е тоа што реката Хадсон под Glens Falls одеше низ долина формирана од геолошка активност не од ерозија. Тоа овозможуваше навигација исток-запад од брегот до Големите Езера внатре во територијата на САД. Каналниот систем му даде на Њујорк предност пред конкурентите, му помогна на Њујорк да се развие во интернационален трговски центар и му овозможи на Бафало да зголеми од 200 жители во 1820 на повеќе од 18.00- жители до 1840 година. Пристаништето во Њујорк стана најважно Атлантско пристаниште за целиот среден Запад. Причината беше ова витално и ризично поврзување Њујорк да стане познат како "Empire State."
Проширување и подобрување
Се појавува проблеми ама брзо беа решени. Се појавуваа истекување низ целата должина на каналот но тие беа затворени со ново измислениот цемент кој се втврднуваше под вода ( хидрауличен цемент). Ерозијата на глинестото земјиште на дното се покажа како проблем и брзината беше ограничена на 4 милји на час (6 км/ч). Со оригиналниот дизајн се предвидуваше годишно протечување од 1.5 милиони тони но ова беше веднеш надминато. Амбициозната програма за подобрување на каналот започна во 1834 година. За време на големите серии на градежни проекти познати како Првото проширување каналот беше проширен на 70 стапки (21 м) и продлабочен седум стапки (2.1 м). Браните беа проширени или преизградени на нови локазции и многу нови водоводи беа изградени. Каналот беше исто така зацврстен и малку му се измени патеката што резултираше со напуштање на мали сегменти од оригиналниот канал од 1825. Првото проширување беше завршено во 1862 со мали понатамошни проширувања во наредните декади Денес новото конфигурирање на каналот за време на Првото проширување се однесува за Подобрениот Ири канал или Стариот Ири канал со цел да се разликува од сегашниот курс на каналот. Постоечките остатоци на каналот од 1825 година кое беа напуштени за време на Првото проширување понекогаш се поврзуваат со денешниот Clinton's Ditch (кој беше исто така популарен прекар за целиот проект на Ири каналот во време на оригиналната изградба 1817-1825 година).
Конкуренција
Како што каналот донесе донесе патници во Њујорк така и го одзема бизнисот од другите пристаништа како Филаделфија, Пенсилванија, Балтомири Мериленд. Овие градови и нивните држави планираа проекти кои ќе бидат конкурентни на каналот Ири. Во Пенсилванија најголемата достигнување на комуналната работа беше комбиниран канал и железница кои се протегаа западно од Пенсилванија до Питсбург реката Охајо отворени во 1834 година. Во Мериленд железницата на Балтимор и Охајо продолжуваше на запад до Вилинг Западна Вирџинија, исто така на реката Охајо и беше завршена во 1853 година. Другите конкуренција беше подиректна. Железницата на Мохавк и Хадсон беше отворена во 1837 година, овозможувајќи бајпас на најбавниот дел на каналот помеѓу Албани и Шенектади. Други железници беа наскоро испланирани и изградени за продолжување на линијата западно до Бафало и во 1842 година непрекината линија(која подоцна стана централа железница на Њујорк) отвори целосен пат до Бафало. Железницата се користеше за истата рута како и каналот но таа нудеше многу побрзо патување така што патниците почнаа да ја користат неа. Седо 1852 година каналот носеше 13 пати повеќе товар од сите железници во Њујорк заедно и продолжи да биде конкурентен на железниците низ 1882 кога беа укинати давачките. Железниците на Њујорк, Западниот Брег и Бафало беа изградени во 1884 година со рута речиси паралелна со таа на каналот и на Централната железница на Њујорк. Подоцна таа банкротираше и беше присвоена наредната година од Централната железница на Њујорк.
Влијание
Каналот Ири имаше огромен придонес за богатството и значајноста на Њујорк, Бафало и државата Њујорк, неговото влијание беше дури и поголемо со развивањето на трговијата низ нацијата со отворање на источните прекуморски пазари за сточните производи на централните подрачја како и овозможување на миграција кон Запад. Нови ирски етнички заедници беа формирани долж патеката по нејзинот заврашување. Ирските имигранти зафаќаа голем дел од работната села вклучена во изградбата. Земјата извлечена од каналот беше пренесена градот Њујорк и користена за поземјување на области во Њујорк и Њу Џерси. Спомен плоча во чест на изградбата на каналот е поставена во паркот Battery во јужен Менхетен. Поради тоа што многу имигранти патуваа по каналот многу генелози бараа копии на листата со патници на каналот. За жал освен период помеѓу 1827 и 1829 година операторите на бродови не бараа запишување или пријавување на имињата на патниците на владата која во овој случај беше Државата Њујорк. Листите од 1827-1829 години се сè уште сочувани и се чуваат во архивите на државата Њујорк и други информации за патниците се исто така достапни. Каналот исто така помогна во градење на нова нација блиска до Британија и Европа. Британското укинување на Законот за пченка резултираше со зголемен извоз на житни култури од Среден Запад во Британија. Трговијата помеѓу САД и Канада исто така се разви поради Законот за пченка и реципрочно на тоа беше потпишан договор во 1854 година. Многу од оваа трговија се одвиваше на каналот Ири. Успехот на каналот исто така доведе до негово копирање. Многу започнаа многу изгради на канали потоа. Многу од техничките проблеми кои постоеја направија херои од луѓето со чие иновации беше возможна изградбата на каналот. ова доведе до зголемување на јавната желба за практично образование.
Многу познати автори пишуваа за каналот вклучувајќи ги: Херман Мелвил, ФранцисТролепи, Натаниел Хауторн, Хариет Бичер Стју, Марк Твен, Самоил Хопкинс Адамс и Маркиз Де Лафајате. Беа напишани и многу приказни и песни за животот на каналот. Популарната песна Low Bridge од Томас С. Ален беше напишана во 1905 година во знак на добрите времиња на каналот кога бродовите беа влечени од мазги а не од мотори.Чикаго еден од градовите на Големите езера го признаваше значењето на каналот за неговата економија и две улиици бе а наречени Канал и Клинтон (пордаи предлогот на Девит Клинтон за каналот). Concern that erosion caused by logging in the Adirondacks could silt up the canal contributed to the creation of another New York National Historic Landmark, the Adirondack Park, in 1885.