Парадокс Левінталя — відомий парадокс, сформульований у 1968 році американським молекулярним біологом : «проміжок часу, за який поліпептид приходить до свого скрученого стану, на багато порядків менший, ніж якби поліпептид просто перебирав всі можливі конфігурації».ac.uk/levinthal/levinthal.html Levintha, C. (1969) How to Fold Graciously. Mossbauer Spectroscopy in Biological Systems: Proceedings of a meeting held at Allerton House, Monticello, Illinois. J. T. P. DeBrunner and E. Munck eds., University of Illinois Press Pages 22-24.Финкельштейн А. В., Птицын О. Б. Физика белка. Курс лекций с цветными и стереоскопическими иллюстрациями и задачами / 4-е изд. — Москва, Книжный дом Университет, 2012. — С. 15. — 524 с..
Складність проблеми Щоб вирішити цей парадокс, необхідно відповісти на питання: «Як білок вибирає свій нативний стан серед безлічі можливих?» Для ланцюга зі 100 залишків число можливих конформацій ~10100, і їхній повний перебір зайняв би ~1080 років, якщо один перехід здійснювати за ~10−13 секунди. Тому складність проблеми полягає в тому, що це питання не можна вирішити експериментально, адже доведеться чекати ~1080 років.
Причини парадокса Називалися такі можливі причини цього парадоксу: Теоретичні моделі, що використовуються для доказу твердості, не відповідають тому, що природа намагається оптимізувати. В ході еволюції було відібрано тільки ті білки, які легко згортаються. Білки можуть згортатися різними шляхами, не обов'язково дотримуючись глобально оптимального шляху.
Рішення парадокса Білок може згортатися не «весь раптом», а шляхом збільшення компактної глобули внаслідок послідовного прилипання до неї все нових і нових ланок білкового ланцюга. При цьому одна за одною відновлюються фінальні взаємодії (їхня енергія падає приблизно пропорційно кількості ланок ланцюга), а ентропія падає також пропорційно кількості фіксованих ланок ланцюга. Падіння енергії і падіння ентропії повністю компенсують одне одного в головному (лінійному за N) члені в вільній енергії. Це виключає з оцінки часу згортання член, пропорційний 10N, і час згортання залежить від значно менших за порядком величини нелінійних членів, пов'язаних з поверхневими ентальпійними і ентропійними ефектами, пропорційними N2/3. Для білка зі 100 залишків це 101002/3 ~1021,5, що дає оцінку швидкості згортання, яка добре узгоджується з експериментальними даними Jackson S.E. Foldig & Design (1998) 3: R81-R91..
Див. також Білки Згортання білків Folding@home
Ресурси Інтернету Парадокс Левінталя в телепередачі «» (Нічний ефір), випуск № 115, ефір від 28.05.2002.
Примітки