Миоглобин, денатурация

Энтальпия и температура денатурации белка сильно зависят от pH среды, что свидетельствует о существенной роли электростатических эффектов. Так, например, миоглобин прп pH 12 [c.118]

Белки являются специфическими антигенами антитела, образующиеся при впрыскивании чужеродного белка, дают осадки только с этим белком. Так, например, гемоглобин человека производит в сыворотке кролика антитело, осаждающееся гемоглобином человека, но не осаждающееся гемоглобином быка. Только в случае родственных животных родов антитела не дифференцируются белки сыворотки лошади производят в сыворотке кролика антитело, осаждающееся также белками сыворотки осла. С другой стороны, миоглобин быка обусловливает образование антитела, не осаждающегося гемоглобином того же животного ввиду того что оба вещества содержат гем, разумеется, что специфичность обусловлена не последним, а белковым участком молекулы. Белки теряют антигенные свойства в результате денатурации или частичного гидролиза протеолитическими ферментами. Желатина не обладает антигенными свойствами, потому что ее молекулы сильно расщеплены, а у инсулина, по-видимому, отсутствие антигенных свойств обусловлено слишком малым размером его молекул. [c.448]

Пример 16-Б. Денатурация белка. Денатурация белков всегда сопровождается изменениями КД, которые означают, что происходят потеря а-спирали и р-структуры и увеличивается вклад в спектр от форм, соответствующих беспорядочному клубку. Следовательно, можно проследить за денатурацией, откладывая зависимость эллиптичности при определенной длине волны от условий денатурации. На рис. 16-11 приведен пример денатурации миоглобина под действием изменяющегося pH. [c.471]

Для некоторых белков образование нативной конформации зависит от присутствия специфических лигандов, часто ионов металлов или других простетических групп [94, 413]. Наличие лиганда не обязательно приводит к существенно иной конформации свернутого белка, но способствует стабилизации его нативной формы. На основании опытов по водородному обмену [415], а также с помощью кривых денатурации мочевиной [461] апомиоглобина, глобулярного белка с ДОобщ 9 ккал/моль, установлено, что этот белок должен быть на 4 ккал/моль менее стабилен, чем миоглобин. Противоположным примером является цитохром с, присутствие в котором ковалентно связанной группы гема абсолютно необходимо для стабильности белковой структуры. При удалении этой группы белок перестает быть глобулярным [462. Если удалить только ион железа, белок остается глобулярным, хотя и менее стабильным, например, к термической денатурации [463]. [c.190]

Низкие концентрации ПАВ увеличивали степень спиральности топо- и парамионизина, повышали температуру тепловой денатурации на 10—15°, способствовали повышению устойчивости белков к перевариванию трипсином [152]. Подобные результаты получены в работе Витвицкого [153]. Повышение термостабиль-ности комплексов миоглобина с ПАВ обнаружено в работе [154], причем эффект сильнее выражен для ja, С14 и С , чем для g и g. Увеличение конформационной стабильности трипсина при взаимодействии с фосфолипидами показано в работе [155]. Мосолов и Афанасьев [156], инкубируя трипсин при 37 С в фосфатном буфере (pH 7,8), содержащем жирную кислоту, наблюдали при одних значениях концентрации денатурирующее действие жирных кислот, а при других — защитное действие. [c.28]

Мерой относительной эффективности действия различных химических соединений в качестве денатурирующих агентов служит их влияние на константу равновесия между нативным и денатурированным состояниями (при условии, что процесс денатурации является обратимым). Действие данного денатурирующего агента может быть связано либо с дестабилизацией нативного состояния, либо со стабилизацией денатурированного состояния,. либо и с тем и с другим. Если исходить из данных по денатурации миоглобина, приняв этот белок в качестве модели, то можно сделать вывод, что большинство полярных групп как в нативном, так и в денатурированном состоянии обращено в сторону растворителя, тогда как полипептидная цепь и неполярные группы контактируют с растворителем только в денатурированном состоянии, а в нативном они в значительной мере изолированы от него-Депатурирующее действие таких агентов, как мочевина и родственные ей соединения, долн но, по-видимому, обусловливаться их стабилизирующим [c.115]

Кроме того, вследствие мутаций в каждой из цепей гемоглобина возможна замена по крайней мере одной аминокислоты. В настоящее время известно около 100 таких мутантов [94, 170]. Изменения в составе гемоглобина можно произвести и искусственно (см. работу 18]) различными способами 1) путем образования гибридов с использованием а- и -цепей из гемоглобйнов различных видов 2) в результате протеолитического переваривания С-концевых остатков под действием карбоксипептидазы и 3) химическим модифицированием, например, сульфгидрильных групп цистеиновых остатков. Можно, разумеется, изменять валентность железа, а также природу шестого лиганда в координационной сфере железа, и даже удается получить гемоглобины, в которых состояние железа в каждой из цепей различно, например, путем смешивания растворов N- и 02. Из многих гемоглобйнов и миоглобинов удается удалить без денатурации белка железопорфириновый комплекс, а затем реконструировать полный белок из белка и порфиринового комплекса, взятых из различных источников, или вместо железопорфиринового комплекса взять при этом порфириновый комплекс другого металла (разд. 7.1 и 7.4). Исследование мутантных форм и химически модифицированных гемоглобйнов существенно расширило наши знания о природе реакций гемоглобина, и в последующих разделах мы часто будем использовать результаты, полученные с помощью мутантных и модифицированных белков. [c.148]

Значительные изменения третичной структуры, т. е. обратимую или необратимую денатурацию белка, удается наблюдать только при весьма жестких условиях (разд. 7.4). До настоящего времени не было найдено существенных изменений в третичной структуре в процессе установления равновесий и при реакциях, которые нам здесь предстоит рассмотреть не обнаружено существенных изменений третичной структуры любых миоглобинов, а также нормальных, мутантных или модифицированных гемоглобйнов. Однако большой интерес представляют те незначительные изменения третичной структуры, с помощью которых воздействие на белок в одной его точке передается в другие положения белковой глобулы (разд. 7.6). [c.150]

НИ имидазол дистального гистидина Е7, ни какие-либо другие остатки белка не могут выступать в качестве второго аксиального лиганда в нормальных гемоглобинах и миоглобинах, иначе как после денатурации. Примерами обратимой денатурации белка, сопровождаемой координацией каких-то азотистых оснований (судя по изменениям спектров поглощения), являются высушивание HbFe в вакууме [161] и нагревание или добавление спирта к раствору НЬ Aplysia [42]. Координация дистального гистидина Fe(III) происходит в аномальных а-цепях НЬ М Iwate [94]. Однако во всех изученных к настоящему времени аномальных гемоглобинах и миоглобинах белок предоставляет в координационную сферу железа один и только один аксиальный лиганд, т. е. белок обеспечивает образование пентакоординационной структуры комплекса Fe(II), причем гистидин является предпочтительным, хотя, может быть, и не единственно возможным аксиальным лигандом. [c.159]

Другой метод исследования заключается в использовании оптически неактивных катионных красителей, при связывании которых со спиралью поли-Ь-глутаминовой кислоты появляется сильный эффект Коттона. При этом кривая дисперсии пересекает линию нулевого вращения вблизи полосы поглощения красителя (фиг. I). Для поли-О-глутаминовой кислоты также можно получить подобный, но противоположный по знаку, эффект Коттона, который исчезает при переходе от спирали к хаотической конформации, несмотря на то что краситель остается связанным с макромолекулой. Белки, в состав которых входят гемогруппы, содержащие железо (миоглобин, гемоглобин, ката-лаза, пероксидаза), обладают своим собственным красителем , и в их спектрах наблюдается эффект Коттона в видимой области, т. е. в области поглощения гема. При денатурации этот эффект исчезает, но поглощение в видимой области при этом сохраняется. При добавлении оптически неактивного восстановленного никотинадениндинуклеотида к алкогольдегидрогеназе из печени (ферменту, содержащему цинк) наблюдается эффект Коттона в области поглощения нуклеотида. Однако в этом случае эффект Коттона обусловлен, по-видимому, асимметрией связывающей поверхности фермента, а не асимметрией спирали. Аналогичным примером могут служить комплексы оптически активных аминокислот (не поглощающих видимого света) с медью. В полосе поглощения медных комплексов, уже находящейся в видимой области, наблюдается эффект Коттона, индуцируемый аминокислотами. [c.294]

Спрашивается 1) можно ли с уверенностью пользоваться критерием оптической активности, чтобы судить о наличии спиральной конфигурации внутри макромолекулы и 2) можно ли прокалибровать изменение оптической активности при денатурации на ряде модельных веществ и пользоваться им для количественного измерения степени спиральности в бедках На оба вопроса мы не можем сейчас дать утвердительный ответ без ряда оговорок. Несомненно, что а-спиральная структура Полинга—Кори может быть безупречно доказана только рентгеноструктурньш анализом. В этом смысле мы уверены в ее наличии у ряда синтетических полипептидов (в пленках) и у двух хорошо изученных глобулярных белков — миоглобина п гемоглобина. Мы можем заключить отсюда, что эта структура типична для белков вообще, однако сегодня эта гипотеза еще не доказана. Что мы можем утверждать с уверенностью, — это наличие в макромолекулах полипептидов и глобулярных беЛков упорядоченной структуры, со.здающей большой вклад в оптическую активность. Без большого положительного инкремента, создаваемого структурой белка, нево.зможно объяснить явления оптической активности белков. [c.69]

Группа гема в гемоглобине и миоглобине содержит атом железа, к которому могут присоединяться различные молекулы — кислород, окись углерода и т. д. (стр. 150). В результате такого присоединения изменяется электронное состояние атома железа. Но оказывается, что одновременно происходит изменение конформа-ционных свойств белка, его устойчивости к денатурации и т. д. Эти интересные факты можно объяснить, предположив, что присоединение той или иной малой молекулы к гему вызывает смещение электронов в соседствующих с гамом аминокислотных остатках. Такое смещение не имеет ничего общего с электронной праводимостью. Это химическое явление, и оно может резко сказаться на конформационных свойствах, так как условия внутреннего вращения вокруг единичных связей меняются при изменении плотности электронных облаков на соседних атомах. [c.327]

На самом же деле большинство белков после ренатурации восстанавливает далеко не все свои свойства, и если их функциональная активность сохраняется, то это не означает, что конформация белка осталась неизменной. Например, в работе [135] показано, что во многих белках (аргиназа, гексакиназа, дезоксирибонуклеаза, химотрипсиноген, уреаза, пепсин, лизоцим и др.) процесс денатурации развивается в две стадии, первая из которых соответствует повышенной свободе движения боковых радикалов, а вторая—необратимой перестройке структуры белка. Достоверно известно лишь, что один из наиболее спиральных белков — миоглобин — практически полностью восстанавливает все свои физико-химические свойства [136]. По-видимому, для большинства белков, в особенности тех, в которых нерегулярные участки велики, характерна утрата тех или иных свойств после ренатурации, и потому можно предположить, что их нативная структура отвечает метастабильной конформации, устанавливаемой в процессе синтеза белка на рибосоме. [c.394]

Возможное авязывание Си(II) с имидазолом и атомом азота пептидной связи при нейтральных значениях pH предполагает единый механизм для индуцируемой Си(II) денатурации метМЬ, так как было показано, что структурные требования а-спирали несовместимы с таковыми в аналогичных комплексах Си(II) [36]. Однако 2п(П), который, как известно, мало склонен к координации с атомами азота пептидных связей, также денатурирует метМЬ, вызывая изменения и в спектрах гема [37], и в содержании а-спирали [30]. Кроме того, исследование модифицированного миоглобина предполагает, что изменения в спектрах гема и уменьшение содержания а-спирали не обязательно должны быть связаны [33]. В этом отношении уместно отметить, что связывание ионов Си (И) и 2п(П) с имидазолом гемового звена Ре считается критической стадией денатурации миоглобина [33, 37]. [c.291]

Всем белкам в водных растворах свойственно левовращение при длине волны В-линии натрия. За исключением белков группы коллагена [59], большинство из них имеет удельное вращение [а ]э в пределах от —20 до —70°, которое при полной денатурации понижается до (—80) — (—120) . Этот факт подтверждает существование в нативных белках каких-то общих для всех белков элементов структуры и позволяет считать, что в процессе денатурации происходит разрушение этих упорядоченных конформаций. После открытия а-спиральной конформации в синтетических Ь-полипептидах предположили, что та же спираль является одним из основных элементов структуры белков. И действительно, теперь это доказано методами рентгенографии для белков миоглобина и гемоглобина [47, 48, 50]. Однако совсем недавно Луззати и др. [61 ] высказали утверждение, что в разбавленных растворах молекулы поли-у-бензил-Ь-глутамата находятся в виде спирали Зю, а не а-спирали. Для этих исследований использовали метод рассеяния рентгеновских лучей под малыми углами и другие физические методы. Это породило дискуссии относительно точности спиральных моделей, предложенных для синтетических полипептидов, поскольку Доти, Блоут и сотр. ранее представили убедительное доказательство существования а-спирали. В этой главе автор будет продолжать изложение, предполагая существование а-спирали. ДОВ как синтетических полипептидов, так и белков имеет много общего. И денатурированные белки, и полипептиды в конформации статистического клубка имеют простую дисперсию Друде, тогда как белки, принадлежащие к группе фибриллярных мышечных белков, по-видимому, являются копией спиральных полипептидов. Денатурация и переход спираль — клубок (раздел Г-6) вызывают заметное увеличение лёвовращения. С другой стороны, глобулярные белки, в структуру которых, как полагают, входят спиральные сегменты, также характери- [c.107]

Другим примером связывания внешних поглощающих групп с биологической макромолекулой могут служить недавние исследования эффекта Коттона в полосе Соре гемоглобина и миоглобина [87, 88]. Эти два вещества являются комплексами белков с гемами, каждый из которых имеет характерную для порфиринов полосу поглощения около 410 ммк. В нативных молекулах в области этой полосы поглощения наблюдается типичный эффект Коттона (рис. 23), который исчезает при денатурации белка. Сходный эффект Коттона был обнаружен у комплексов гемина с синтетическим полипептидом, а именно с П0ЛИ-1--ЛИЗИН0М [89]. Этот эффект Коттона, так же как эффект Коттона у системы синтетический краситель — полипептид, зависит от конформации. [c.287]

Во-вторых, этот метод применим даже в тех случаях, когда степень спиральности довольно мала. Например, Бейчок и др. [601] использовали этот метод для оценки степени беспорядочности, создаваемой в метгемоглобине и миоглобине в окисленной форме при обработке этих белков различными способами, приводящими к денатурации. Было найдено, что такие процессы уменьшают содержание спиральной фракции от первоначальных 75—80 до 10—30%. [c.203]

К. Пейс исследовал гидрохлоридгуанидиновую денатурацию у ряда белков при различных значениях pH [32]. На основе полученных данных автор рассчитал свободную энергию денатурации, приведенную к нулевой концентрации денатуранта. Найденная свободная энергия миоглобина (pH 6,0), миоцима (pH 2,9), а-химотрипсина (pH 4,3), рибонуклеазы (pH 6,6) и (3-лактоглобулина (pH 3,2) имела следующие [c.347]

Развитие сканирующей микрокалориметрии позволило прямо и с высокой точностью измерять изменение энтальпии в процессе денатурации для многих белков (обсуждение вопросов калориметрии см. в Дополнении 21.1). Вьщающихся успехов в этой области достигли П. Л. Привалов и сотр. в Советском Союзе. На рис. 21.8 суммируются калориметрические данные, полученные при денатурации рибонуклеазы. лизоцима. химотрипсина и миоглобина. Изменения энтальпии приведены в расчете на 1 г и обозначены через АН. Во [c.218]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология