Белки, комплексы с металлами на сродство иона металла

Необходимо отметить, что аскорбиновая кислота и ее эфиры с жирными кислотами, как и многие другие синергисты, одновременно несут функцию деактиваторов металлов [169—1/21. В качестве деактиваторов металлов могут выступать также некоторые белки, углеводы и поверхностно активные вещества, способные образовывать комплексы с переходными металлами. Комплексообразующее действие белков растет при переходе от pH 3 к pH 8. Это связано, по-видимому, с тем, что при переходе от кислой к нейтральной среде происходит постепенная диссоциация фосфатных, карбоксильных, имидазольных и и-ами-ногрупп белковой молекулы, и при этом увеличивается сродство белка к ионам металла. Способность белковой молекулы к образованию комплекса с металло.м в сильно степени зав 1С1 т от природы металла, причем как правило с ла взаимоде Ств 1л падает в ряду [c.228]

Число связывающих центров и их сродство можно определить прямыми методами, такими, как равновесный диализ [2] или хроматографическая гель-фильтрация [3]. Во всех исследованиях такого типа число связанных ионов металла определяется непосредственно анализом концентрации комплекса металла с белком как функции равновесной концентрации свободного иона металла. При изучении связывания с металлом особенно важны значения pH как для получения достоверных данных, так и для их интерпретации (разд. 3), и в зависимости от цели исследования значения pH могут поддерж иваться постоянными или изменяться. По возможности следует избегать большинства буферов из-за конкуренции между белком и буфером за металл, а также из-за возможности образования тройного комплекса, включающего металл, белок и буфер [4]. Со спосо бами обработки первичных данных с целью определения числа различных центров связывания и оценки их сродства можно ознакомиться в специальных руководствах [c.275]

Одним из основных факторов, определяющих сродство органических молекул к йонам металла, является хелатный эффект. Под этим термином понимается четко выраженная способность органической моле-4 улы связывать ионы металлов при наличии в ней двух или большего числа групп, способных к комплексообразованию. Природа с успехом использовала хелатный эффект при создании таких важных металлсодержащих молекул, как порфирины (рис. 10-1), хлорофилл (рис. 13-19), энтеробактин (рис. 2-44), кальдий-связывающие белки (разд. В, 8, в) -и т. д. Данные, приведенные в табл. 4-2, показывают, что прочные хе-латные комплексы образуют также многие относительно простые соединения, такие, как а-аминокислоты или лимонная кислота. [c.266]

Наше рассмотрение предполагает, что молекулы воды занимают координационные места, не занятые другими лигандами. Как было указано [35], природа лигандов, присоединенных к иону металла, влияет на его жесткость и мягкость. По-видимому, жесткие лиганды делают лиганд еще более жестким, а мягкие — более мягким по отношению ж дополнительным лигандам. Так, например, ионы металлов, связанные с серусодержащими лигандами или относительно мягкими порфириновыми кольцами, будут проявлять большую тенденцию к образованию комплексов с дополнительными мягкими лигандами по сравнению с гидратированным ионом металла [M(H20)g] +, связанным с молекулами воды, которые относятся к жестким лигандам. Именно влиянием лигандов можно объяснить тот факт, что железо в геме столь прочно координирует такие мягкие лиганды, как СО и N , даже в присутствии большого количества жесткого лиганда воды. Этим можно объяснить такое высокое сродство Fe + (и, по-видимому, даже Fe +) к сере в нетеминовых железо-серусодержащих белках [44, 45]. [c.100]

Трансферрин, связанный с Ре + или Сг +, обладает большим сродством к рецепторам ретикулоцитов, чем апотрансферрин [94, 95]. Этот эффект частично зависит от природы закомплексованного иона металла и, по-видимому, обусловлен более высокой константой скорости реакции диссоциации комплекса ретикулоцит — трансферрин в том случае, когда белок не содержит металла. Таким образом, молекулы трансферрина, содержащие Сг + или Ре +, имеют более продолжительное время жизни на поверхности ретикулоцита, при этом среднее время жизни молекулы белка на поверхности клетки, вероятно, составляет 5—10 мин [4]. Трансферрины, содержащие марганец, медь или цинк, ведут себя подобно апотрансферрину [93]. Яндл и Катц, [96] и Корнфельд [94] рассчитали, что на поверхности ретикулоцита имеется около 50 ООО рецепторных центров, так что в условиях насыщения около 2% площади поверхности клетки занято трансферрином. Бейкер и Морган [97] подсчитали, что с ретикулоцитом может быть связано 500 ООО молекул белка. [c.355]

Многие из общих подходов к исследованию механизма действия ферментов также применимы и к изучению роли ионов металлов в ферментативном катализе. Схемы координации, описывающие взаимодействие фермента, металла и лиганда, могут быть изучены методами, применяемыми при определении стехиометрии и сродства связывания белками небольших молекул. Эти методы включают гель-фильтрацию в присутствии или в отсутствие небольших молекул [49], метод скоростного диализа [50], ультрафильтрацию, метод ультрацентрифугирования по Хейесу — Велику [52], равновесный диализ [53], а также методы для измерения только сродства взаимодействия [54—58]. Выбор схемы координации ионов металлов и лигандов с ферментами с помощью этих методов возможен только при отсутствии влияния других факторов. Например, если образуется комплекс Е — лиганд — М +, фермент должен проявлять значительное сродство к иону металла только в присутствии лиганда. И, наоборот, если образуется комплекс Е — М + — лиганд, то не должно происходить значительного связывания лиганда в отсутствие иона металла. Однако практически ферменты часто проявляют склонность к связыванию обоих компонентов комплекса, невзирая на выбранную схему координации. Следовательно, важны данные, полученные с учетом стехиометрических и кинетических критериев. Такие важные типы комплексов, как Е — лиганд — М + и Е — М + — лиганд, обычно содержат все три компонента в эквимолярных количествах. Более [c.449]

Феномен молекулярного импринтинга был впервые обнаружен в 1972 г. Для его реализации в водном растворе получают ма-кромолекулярные комплексы низкомолекулярных лигандов с полимерами, которые далее высушивают и промывают растворителем, избирательно освобождающим комплексы от лиганда, но не растворяющим макромолекулы [163]. Поскольку подвижность макромолекул в твердой фазе ограничена, они сохраняют конформацию, которая была индуцирована в них соответствующим лигандом, даже после его удаления из комплекса. В итоге образуется новый класс искусственных материалов, обладающих свойствами специфических рецепторов, поскольку заключают в себе отпечаток пространственной структуры лиганда-матрицы. Такие материалы обладают высоким сродством и избирательностью по отношению к лигандам, уникальной стабильностью, значительно превышающей таковую природных биоматериалов, и их довольно просто получать в большом количестве. Они активно внедряются в практику для синтеза, разделения, идентификации и связывания матричных лигандов и их производных, а также создания биосенсоров. Лигандами же могут служить микроорганизмы, белки, нуклеиновые кислоты, аминокислоты, сахара, алкалоиды, стероидные соединения, токсины, гербициды, ароматические и гетероциклические химические соединения, ионы металлов и вещества в газообразной фазе. [c.374]

Для выделения белков и пептидов, содержащих свободные 5Н-группы, целесообразно использовать высокое сродство меркапто-соединений к ионам тяжелых металлов, главным образом ртути. В табл. 11.1 дан ряд примеров выделения как белков, так и пептидов, основанного на образовании упомянутого комплекса. На рис. 6.10 приведены результаты выделения 5Н-протеазы из неочищенного экстракта бобов, осуществленного в колонке на оксиал-килметакрилатном геле, содержащем ртутное производное мета-криланилида [57]. 5Н-протеазу с оптимумом протеолитической активности при pH 8 можно выделить из смеси протеолетических ферментов этим способом за одно хроматографическое разделение. После удаления неактивного материала гель-фильтрацией через сефадекс 0-75 сразу получается гомогенная протеаза [58]. [c.124]

Сродство белков к ионам тяжелых металлов может быть положено в основу способа очистки и анализа этих белков [39]. Способы основаны на образовании устойчивых комплексов гистидина и цистеина с ионами цинка или меди в нейтральных водных растворах. В качестве избирательных сорбентов (преимущественно для гистидин- и цистеинсодержащих пептидов и белков) можно использовать гидрофильные гели с прочно фиксированными ионами 2п2+ или Си +. Наряду с упомянутыми ионами координационные соединения с гистидином и цистепном образуют также кадмий, ртуть, кобальт и никель. [c.170]

Белки содержат множество функциональных групп, образующих комплексы с поливалентными катионами. В таком случае неудивительно, что эти катионы образуют ассоциаты с белками. Устойчивость таких комплексов во многих случаях удовлетворительно согласуется с предсказаниями, сделанными на основе данных по комплексообразованию с низкомолекулярными аналогами, при условии соответствующего учета свободной электростатической энергии, характеризующей ассоциацию с заряженной макромолекулой. О природе групп, принимающих участие в образовании комплексов, можно судить по зависимости константы ассоциации от pH и по спектроскопическим данным. Типичным примером подобного связывания катионов с белками является связывание ионов меди [925] и цинка [926] с сывороточным альбумином. В случае ферментов, как правило, наблюдается ингибирование следами тян елых металлов, если тиоль-ная группа цистеинового остатка образует часть каталитически активного центра, и это ингибирование в дальнейшем может быть использовано в качестве меры комплексообразования с участием этой тиольной группы. Например, фермент уреаза теряет половину своей активности в растворах,, содержащих 10-1° М свободного иона серебра, что, учитывая известное сродство низкомолекулярных меркаптанов к Ag+, вполне приемлемо [927].. [c.323]

Перенос электронов по дыхательной цепи начинается с отнятия гидрид-иона (П ) от NADH при этом регенерируется NAD , а гидрид-ион превращается в протон и два электрона (П П + 2е). Эти электроны переходят на первый из более чем 15 различных переносчиков электронов в дыхательной цепи. В этот момент электроны обладают очень большой энергией, запас которой постепенно уменьшается по мере прохождения их по цепи. Чаще всего электроны переходят от одного атома металла к другому, причем каждый из этих атомов прочно связан с белковой молекулой, которая влияет на его сродство к электрону. Разнообразные типы переносчиков электронов в дыхательной цепи будут подробно рассмотрены позднее (разд. 7.2.5). Важно отметить, что все белки - переносчики электронов - группируются в три больших комплекса дыхательных ферментов, каждый из которых содержит трансмембранные белки, прочно закрепляющие комплекс во внутренней мембране митохондрии (см. разд. 12.Ь). Каждый последующий комплекс обладает большим сродством к электронам, чем предыдущий. Электроны последовательно переходят с одного комплекса на другой, пока наконец не перейдут на кислород, имеющий наибольшее сродство к электрону. [c.441]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология