В последние годы существенно пополнились данные о пространственных структурах мембранных белков, расшифрованных с высоким разрешением. Это дает возможность исследовать взаимосвязи между структурой и функцией трансмембранных комплексов. В частности, значительное внимание привлекают кластеры водородных связей в структурах интегральных белков вблизи поверхности мембран, образуемые за счет взаимодействий ионизируемых аминокислотных остатков и молекул воды. На настоящий момент наиболее изучена роль сетей водородных связей в структурах ряда мембранных транспортерных белков и рецепторов (в частности, у фоторецепторов бактриородопсинов), на акцепторной стороне фотосинтетических реакционных центров (реакционные центры пурпурных бактерий, фотосистема-2 растений), а также на донорной стороне фотосистемы-2. Показана роль водородных связей в обеспечении структурной пластичности и стабильности мембранных комплексов. Менее изучено влияние кластеров водородных связей на окислительно-восстановительный потенциал кофакторов, а также на взаимодействие мембранных комплексов с мобильными переносчиками электрона. Планируется обзор опубликованных работ и собственных результатов по данной теме.

In recent years, data on the spatial structures of membrane proteins with high resolution have significantly increased. This makes it possible to study the relationships between the structure and function of transmembrane complexes. In particular, clusters of hydrogen bonds in the structures of integral proteins near the membrane surface, which are formed due to the interactions of ionizable amino acid residues and water molecules, attract considerable attention. Currently, the role of hydrogen bond networks in the structures of a number of membrane transporters and receptors (in particular, in the photoreceptor bactriorhodopsin), on the acceptor side of photosynthetic reaction centers (reaction centers of purple bacteria, photosystem-2 of plants), as well as on the donor side of the photosystem-2, has been most studied. The role of hydrogen bonds in providing structural plasticity and stability of membrane complexes is shown. Less studied is the effect of hydrogen bond clusters on the redox potential of cofactors, as well as on the interaction of membrane complexes with mobile electron carriers. A review of published works and our own results on this topic is planned.