Конформация нуклеотидов

Силы, определяющие конформации нуклеотидов [c.182]

Ориентация основания относительно сахара определяется значением торсионного угла х (рнс. 2-22, Б и В). Для нуклеотидов единая система обозначений торсионных углов пока отсутствует, нет и единого соглашения относительно того, какие углы принимать за 0°. Так, угол задается по меньшей мере двумя способами, как это видно из рнс. 2-22. Часто считается, что угол равен 0° при такой конформации, в которой связь С(2)—N(1) пиримидина нли С(4)—N(9) пурина находится в 1(ис-положенин относительно связн С(1 )—О (Г) в сахаре [66], причем значения угла (обозначенного через % на рис. 2-22,Б) лежат в интервале от О до 360°. В другом варианте нулевой угол соответствует цис-положению указанной выше связи в основании относительно связн С(1 )—С (2 ) в сахаре в этом случае угол % изменяется в пределах от — 180° до 4-180° (рис. 2-22,В) [65]. [c.128]

При изучении конформации нуклеотидов возникает вопрос о рас-полоя ении остатка фосфорной кислоты. Для кристаллов всех исследованных нуклеозид-5 -фосфатов характерно т-ракс-расположение связей О5 —Р и С4—Сб (рис. 48). Этим определяется наиболее протяженная форма молекулы. [c.367]

Конформация полинуклеотидной цепи в большой степени зависит от конформации рибозы (дезоксирибозы). В кристаллах нуклеозидов и нуклеотидов, а также полинуклеотидов, рибоза встречается в четырех конформациях, различающихся тем, какой из атомов пятичленного цикла Сг или Сз выведен из плоскости остальных четырех атомов. Перечислим эти конформации [c.491]

Код А-А, согласно Меклеру (табл. 1У.21,<з), играет ключевую роль в механизме самопроизвольного построения физиологически активной конформации белка. Напомню, что он должен определять узнавание и связывание двух аминокислотных остатков полипептидной цепи, один из которых кодируется кодоном, а другой - антикодоном. В работе [352. С. 44] говорится "Трехмерные молекулы полипептидов и белков строятся согласно коду А-А непосредственно по ходу их синтеза рибосомами в результате последовательного образования - шаг за шагом - соответствующей совокупности А-А-связей формально так же, как строятся трехмерные молекулы полинуклеотидов в результате образования между их нуклеотидами соответствующей совокупности Н-Н-связей". Если это так, то в структурах белков должна наблюдаться избирательная сближенность остатков аминокислот с остатками антиаминокислот и существование кода А-А легко проверяется экспериментально. Такой контроль мог бы быть проведен уже к моменту появления первой публикации, посвященной стереохимическому коду. Кстати, если бы это произошло, то положительный результат проверки оказался бы единственным и весомым опытным фактом в пользу гипотезы о специфической перекрестной стереокомплементарности аминокислот. К 1969 г. были известны трехмерные структуры около десяти белков, так что получить количественное представление о частоте контактов между определенными амино- [c.533]

В изолированных нуклеозидах и нуклеотидах переход от С2 --эндо- к СЗ -эндо- и между син- и анти-конформациями происходит достаточно легко (хотя в зависимости от характера основания для данного соединения существуют предпочтительные конформации так, например, пиримидиновые нуклеозиды находятся в основном в акти-конформации). Если же нуклеотидный остаток встроен в по-линуклеотидную цепь, [c.23]

С конформацией нуклеотидов связывают их различное поведение в ряде химических реакций. Например, и-нитрофениловые эфиры тими-дин-3 - и - 5 -фосфатов гидролизуются щелочью через образование промежуточного тимидин-3, 5 -циклофосфата, что не было обнаружено для д-нитрофенилового эфира уридин-5 -фосфата. Различный механизм гидролиза этих нуклеотидов связывают с различной конформацией углеводного кольца, которая в одном случае способствует, а в другом препятствует сближению соответствующих З -окси- и 5 -фосфатной группировок [c.368]

Чтобы задать конформацию остова полинуклеотида, требуется еще пять торсионных углов [65—70] (рнс. 2-22,Г). Углы со, и 0 определяют расположение групп в молекуле нуклеотида, а ф и г з имеют тот же смысл, что и в полипептидных и полисахаридных цепях. Набор значений, которые могут принимать углы со, и б, крайне ограничен. Еще один торсионный угол о располагается внутри сахарного кольца [c.128]

Метод ЯМР использовался для определения конформации малых пептидов и полиэфиров [165—167] и структуры углеводов [168] и нуклеотидов. [c.187]

ХОДИТ вращение, то дальняя связь вращается по часовой стрелке относительно ближней (рис. 8.4). Угол, отвечающий ц с-положе-нию связей, принимается равным нулю. Сопоставление структур полинуклеотидов и нуклеотидов позволяет найти те значения углов, котор.ые встречаются в природе. Существенную роль в определении углов играют и расчеты наивыгоднейших конформаций. [c.491]

Важнейший параметр пространственной структуры нуклеотидного звена — взаимное расположение остатков основания и углевода. Теоретический анализ конформации нуклеозидов и нуклеотидов и рентгеноструктурные исследования показали, что здесь существуют две области разрешенных конформаций, называемых син- и акти-конформациями. У пиримидиновых нуклеозидов в случае аяти-конформации ближе всего к атому С2 расположен атом водорода при Сб, а в случае син-конформации — атом кислорода при С2. У пуриновых нуклеозидов в акти-конформации с атомом С5 сближен атом водорода при С8, а в сия-конформации атом N3 находится над плоскостью углеводного остатка (рис. 10). [c.23]

Взаимное расположение оснований и сахара в молекуле нуклеозида является одним из важнейших факторов, определяющих конформацию нуклеотидов. Эта проблема была рассмотрена Фурбергом в 1950 г. [43], показавшим, что двухгранный угол между основанием, и сахаром должен быть равен приблизительно 90°. Во всех исследованных нуклеозидах и нуклеотидах подтверждается этот вывод. [c.177]

Непосредственные сведения о конформациях нуклеотидов и нуклеозидов в растворе можно получить из экспериментов по дисперсии оптического вращения. В работе [47] было подтверждено, что пиримидиновые мононуклеотиды находятся в. акгм-конформации. [c.177]

Рассмотренные две компоненты практически полностью определяют энтальпию нуклеотида в растворе. Однако стабильность различных конформаций нуклеотида зависит не от энтальпии, а от свободной энергии системы нуклеотид — растворитель. Наибольший вклад в свободную энергию этой системы дают гидрофобные взаимодействия (имея в виду, что растворителем может быть не только вода, точнее было бы говорить о сольватофобных взаимодействиях). [c.183]

Из рентгеноструктурных данных следует, что в подавляющем большинстве кристаллических нуклеозидов и нуклеотидов основания находятся в анти-ориентации исключение составляет дез-оксигуанозин [191, в котором фсы = + 138°. Непосредственные сведения о конформациях нуклеотидов и нуклеозидов в растворе мож- [c.407]

Существуют две преимущественные конформации (анти и син) для вращения вокруг гликозидной связи, соединяющей атом N9 пурина (или N1 пиримидина) с атомом С1 рибозы. Анти-коя-формация отвечает наиболее растянутой, форме нуклеотида и встречается в большинстве исследованных нуклеотидов и нуклеозидов, а также в полинуклеотидах. С н-конформация обнаружена в кристаллах дезоксигуанозина и в некоторых минорных нуклеотидах, встречающихся в тРНК. Стерически разрешенные области значений угла % (см. рис. 8.3) разнятся для Стэндо- и Сз-эн(9о-конформаций сахара. [c.491]

Рис. 20.22. Анализ конформационного полиморфизма одноцепочечной ДНК (SS P). Препараты ДНК, различающихся одной парой нуклеотидов (А Т G ), амплифицируют ПЦР-методом с использованием одинаковых праймеров (Р1, Р2). ПЦР-продукты денатурируют и разделяют с помощью гель-электрофореза на двух дорожках (1, 2). Расстояние, на которое перемещается одноцепочечная молекула ДНК, зависит от ее конформации, а последняя, в свою очередь, — от нуклеотидной последовательности. Даже если ДНК различаются лишь одним нуклеотидным сайтом, одиночные цепи могут иметь разную конформацию, а следовательно, ПЦР-продукты образуют в геле не две, а четыре полосы.

На примере киназы фосфорилазы мы видим, что протеинкиназы опосредованно, через изменение структуры субстрата, могут влиять на активность фосфатаз. Отметим, что циклические нуклеотиды также могут опосредованно влиять на активность фосфопротеинфосфатаз. Так, например, цАМФ ускоряет дефосфорнлиро-вание регуляторной субъединицы цАМФ-зависимой протеинкиназы, При этом действие цАМФ осуществляется не на фосфатазу, а на саму регуляторную субъединицу протеинкиназы присоединяясь к ней и изменяя ее конформацию, нуклеотид делает ее хорошим субстратом фосфопротеинфосфатаз. [c.199]

СР использовали для дифференциации внешнего и внутреннего фоефо-линидных слоев в мембранах [58]. Они применялись также в конформационных исследованиях нуклеотидов в растворах [59] и в других биохимических системах [60]. Необходимо всегда учитывать возможность того, что СР способны влиять на конформацию биомолекулы. [c.198]

Пространственное строение нуклеотидов определяется формой кольца пентозы, расположением гетероциклического основания по отношению к пентозе и конформацией фосфоэфир ной связи. Из множества возможных геометрических форм [c.644]

Фосфоэфирная связь имеет конформацию, обеспечивающую сближение гетероциклических оснований соседних нуклеотидов до расстояния 3,4 А между ядрами осуществляется межплоскостное взаимодействие (sta king intera tion) за счет гидрофобных сил. В результате гетероциклические основания наслаиваются друг на друга, образуя гидрофобное ядро, на наружной стороне которого располагаются гидрофильные фосфатные группы и остатки сахара. Схематично это можно изобразить так [c.645]

Тадтомеризация нукле отидов [81 Нуклеотиды, помимо наиболее вероятной конформации (при которой они образуют комплементарные пары А-Т и О-С), способны к таутомеризации и переходу в такие конформации, при которых они могут формировать неканонические комплементарные пары. Если в момент репликации в родительской цепи ДНК произоАавт переход нуклеотида в таутомерную конформацию, то в дочерней цепи ЛНК возникнет некомплементарная пара, т.е. предму тационное состояние, которое может в дальнейшем породить замену нуклеотида в данной позиции. [c.91]

Малые строительные блоки, мономеры, в клетке соединяются в гигантские макромолекулы, или полимеры, в которых мономерные звенья связаны прочными ковалентными связями. Одни полимеры состоят всего лишь из нескольких мономерных звеньев (олигомер), другие из сотен, тысяч и даже миллионов. Типичный белок содержит от 100 до нескольких сотен аминокислот, молекула ДНК Е. oli состоит из 4-10 пар нуклеотидов, а сильно разветвленная молекула крахмала содержит свыше миллиона сахарных звеньев. Одни молекулы биополимеров представляют собой линейные цепочки, другие — разветвленные.. Иногда цепи полимера скручиваются с образованием жесткой цилинд-рической спирали, стабилизированной большим числом слабых вторичных связей. Но, как правило, такие структуры имеют значительно более сложную и нерегулярную конформацию. Довольно часто цепи полимера прилегают одна к другой, образуя сетчатые структуры, волокна,, мембраны. В отдельных случаях (например, в коллагене соединительной ткани) молекулы белка прошиты в поперечном направлении сильными ковалентными связями. Однако обычно макромолекулы в клетках связаны друг с другом более слабыми электростатическими и вандерваальсовыми силами. [c.67]

Следует помнить, что в 5-членном кольце из одинарных связей один из атомов углерода (в нуклеотидах это чаще всего С-2 ) примерно на 0,05нм выходит из плоскости остальных четырех атомов. Это кольцо находится в С-2-эндо-конформации [c.124]

Свойства любого белка зависят от его конформации, которая в свою очередь определяется аминокислотной последовательностью. Некоторые аминокислоты в полипептидной цепи играют ключевую роль в определении специфичности, термостабильности и других свойств белка, так что замена единственного нуклеотида в гене, кодирующем белок, может привести к включению в него аминокислоты, приводящему к понижению его активности, либо, напротив, к улучшению каких-то его специфических свойств. С развитием технологии рекомбинантных ДНК появилась возможность производить специфические замены в клонированных генах и получать белки, содержащие нужные аминокислоты в заданных сайтах. Такой подход получил название направленного мутагенеза. Как правило, интересующий исследователя ген клонируют в ДНК фага M13. Одноцепочечную форму ДНК этого фага копируют с использованием олигонуклеотидного праймера, синтезированного таким образом, чтобы в ген-мишень был встроен определенный нуклеотид. Затем трансформируют двухцепочечными ДНК M13 клетки Е. соИ. Часть образующихся в клетках фаговьгх частиц несет ген, содержащий нужную мутацию. Такие частицы идентифицируют, встраивают мутантный ген в экспрессирующий вектор, синтезируют белок и определяют его активность. Вносить изменения в клонированные гены можно также с помощью плазмид или ПЦР. Обычно заранее не известно, какую [c.175]

Измеренные значения угла % различны для разных нуклеотидов наиболее типично значение127°. В такойамти-конформации группы СО и КН во 2-м и 3-м положениях пиримидинового кольца (или в положениях 1, 2 и 6 пуринового кольца) смещены в сторону от сахарного кольца, тогда как в си -конформации (что соответствует повороту на 180°) эти группы располагаются над кольцом. Нуклеотиды как в свободном состоянии, так и в составе нуклеиновых кислот находятся в основном в анги-конформации. [c.128]

Вопрос о том, что биологическое значение имеют обе конформации ДНК — А и В, — уже обсуждался нами ранее. Другой тип конформационных перестроек связан с присутствием палиндромов — последовательностей ДНК, которые одинаково читаются как в прямом, так и в обратном направлении [95]. Такие последовательности обнаружены в ДНК многих вирусов и бактерий. Рассмотрим, например, ген, определяющий последовательность нуклеотидов в молекуле тРНК, изображенной на рис. 2-24. Он представляет собой участок двуспиральной ДНК, в котором одна цепь имеет ту же последовательность, что и цепь на рис. 2-24, за исключением того, что вместо Т стоят U и (псевдоури- [c.145]

РИС. 2-30. Две конформации участка гена, детерминирующего дрожжевую фенилала-ннновую тРНК. Участок кодирует последовательность нуклеотидов на З -конце молекулы тРНК, изображенной на рис. 2-24, включая область Тг)зС-петли. [c.145]

В процессе создания этой модели были использованы многочисленные результаты работ различных исследовательских коллективов. Данные по диффракции рентгеновских лучей, полученные Уилкинсом и Франклин показывали, что нити ДНК обладают высокой степенью кристалличности и могут быть охарактеризованы как А-форма при 70%-ной относительной влажности образца и как В-форма при влажности около 90% [30]. Данные о В -форме свидетельствовали о том, что ДНК является спиралью с расстоянием в 0,34 нм между основаниями нуклеотидов и повторением спиральной конформации (период идентичности) через 3,4 нм. Уотсон заключил, что количество нуклеотидов на единицу кристаллографической ячейки находится в лучшем соотвегствии с пвунитевой. [c.43]

Известно, что расщепление фосфо-эфирной связи идет через промежуточное состояние, в котором пять ковалентных связей атома Р находятся в тригональной бипирамидальной кон фигурации. Поэтому реакцию присоединения нуклеотида можно представить двухстадийной схемой (рис. 9.7). Образование промежуточной системы II требует энергии напротив, выделение пирофосфата освобождает свободную энергию. Модель исходит из представления о перекрывании обеих стадий. Предполагается, что при раскручивании ДНК и возникновении гибридной двойной спирали ДНК — РНК матрица ДНК функционирует в А-, а не в обычной -форме, т. е. Л-форма стабилизуется в участке матрицы, примыкающем к активному центру системы. Это положение аргументировано рядом фактов [42]. Локальный переход В-формы в Л-форму во время действия полимеразы может индуцироваться удалением молекул воды из участка ДНК, связанного с ферментом, что благоприятствует поликонденсации нуклеотидов. Как показывает изучение молекулярных моделей, не г стерических препятствий для выхода основания в одной цепи ДНК из гликозидной выемки в Л-форме ДНК после разрыва водородных связей с основанием комплементарной цепи. При этом конформация второй цепи не меняется. [c.567]

Слева изображена конформация двух последних рибонуклеотидов в точке роста цепн РНК. справа —вновь присоединяющийся нуклеозндтрифосфат. О —нуклеотид, образовавший ковалентную связь с но еще не отщепивший пирофосфат. [c.568]

Структуры тРНК подлежат физической классификации. Рибосома испытывает конформационное изменение под действием кодона. Опыт показывает, что состояние рибосомы сильно влияет на точность трансляции. Такое влияние оказывают мутации рибосомальных белков [126]. На определяющую роль конформаций рибосом указывают и исследования in vitro трансляции мРНК, содержащей галогенированные основания. При этом соверщаются ощибки в чтении первого нуклеотида кодона [7]. [c.596]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология