Инсулин специфические свойства

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]

Наличие поперечных химических связей в белках сообщает им специфические свойства, такие, как нерастворимость, меньшая способность к набуханию под действием полярных растворителей и повышенная прочность в мокром состоянии. В небольших молекулах таких биологически активных белков, как инсулин и рибонуклеаза, поперечные дисульфидные мостики оказываются необходимыми для проявления этими белками биологической активности. При этом дисульфидные поперечные связи не участвуют непосредственно в биохимических процессах, а функции их заключаются в сохранении в неизменном состоянии такой конформации молекул белка, которая необходима для проявления биологической активности. Модификация дисульфидных поперечных связей шерсти, а также введение в нее новых поперечных связей часто придают новые интересные свойства этому белку. Такими свойствами могут быть повышение прочности на разрыв, уменьшение способности к свой-лачиванию, увеличение устойчивости к агрессивным химическим реагентам (щелочи, кислоты, окислители или восстановители), повышение устойчивости к моли и износостойкости, а также повышение прочности окрашивания. Было показано, что дубление коллагена, необходимое для превращения сырья в технический продукт, также является процессом образования поперечных связей. Поскольку коллаген не содержит цистеина или цистина, в сшивании, протекающем при дублении, участвуют, по-видимому, другие группы, возможно аминные и гидроксильные. В настоящем разделе будут рассмотрены в первую очередь поперечные химические связи упоминавшихся выше классов белков. Шерсть — типичный кератин, являющийся одним из наиболее детально изученных в этом плане белков, дает интересные и наглядные примеры образования, расщепления и поведения как дисульфидных, так и вводимых искусственно поперечных химических связей другого типа. [c.395]

К середине 1940-х годов пептидная теория белков Фишера и Вальд-шмидт-Лейтца была почти повсеместно принята. Встал вопрос о точном знании деталей химического строения, т.е. о конкретном порядке расположения аминокислот в белковых цепях. Впервые такое сложное исследование удалось провести в течение десятилетия (1945-1954 гг.) ф. Сенгеру, определившему аминокислотную последовательность инсулина. Вторым белком была рибонуклеаза А. Полная структура этого фермента расшифрована С. Муром, К. Хирсом и У. Стейном (1960 г.). Вскоре идентификация химичекого строения белков стала производиться с помощью автоматических секвенаторов и приобрела рутинный характер. Однако достижения в решении первой фундаментальной задачи проблемы белка не принесли удовлетворения. Сначала не вызывало сомнений, что химические и физические свойства белков получат свое объяснение, как только станет известно химическое строение их молекул. Однако основанная на опыте всей органической химии и биохимии надежда на то, что установление химического типа и строения молекул окажется достаточным для понимания хотя бы в общих чертах их специфического функционирования, не оправдалась. Тем самым определение структуры из конечной цели исследования превратилось в необходимый для последующего изучения белков начальный этап. Утвердилась мысль, что химическая универсальность и практически необозримое многообразие свойств соединений этого класса при строгой специфичности его отдельных представителей связаны с особенностями пространственных структур белковых молекул. [c.67]

Такие белки, как инсулин и гемоглобин, обладают рядом специфических свойств, благодаря которым приобретают особо важное значение для организма. Инсулин — гормон, способствующий процессу окисления сахара в организме животного. Гемоглобин обратимо связывает кислород, присоединяя его в легких и отдавая в тканях. Эти точно установленные функции наглядно показывают, что молекулы белка должны обладать специфическим строением. [c.394]

Химическая индивидуальность, или видовая специфичность, белков легко выявляется серологическим путем. Если животному, например кролику, ввести в кровь чужеродный ему белок (антиген), то в организме вырабатываются специфические антитела, являющиеся белками глобулино-ной природы и находящиеся, главным образом, в у-глобулиновой фракции белков сыворотки крови. Антигены и антитела взаимодействуют друг с другом с образованием осадков (преципитата), что можно наблюдать при добавлении к сыворотке крови животного, которому ввели в кровяное русло чужеродный белок ( иммунизированного животного), того же белка (антигена). Образование осадка носит название реакции преципитации . Эта реакция весьма тонкая и позволяет выявить свойства белков, неуловимые при их хими ческом изучении. Так, например, тщательное химическое изучение гемоглобина крови лошади, овцы и собаки не выявляет каких-либо особенностей в их химической структуре. Между тем при введении этих гемоглобинов в кровь кролика образуются специфические для каждого из них антитела. Известны, однако, некоторые белки, почти не вызывающие образования антител. Гормоны белковой природы (инсулин, некоторые гормоны гипофиза и др.), изолированные из желез внутренней секреции крупного рогатого скота, при введении их в кровь человека (а также животных) практически не вызывают образования антител. Надо полагать, что химические различия в структуре белков-гормонов животных и белков-гормонов человека настолько малы, что они не всегда выявляются серологически. Это обстоятельство имеет большое практическое значение, так как оно позволяет широко применять в медицинской практике белки-гормоны без опасения вызвать при повторном введении их в организм человека реакцию преципитации. [c.38]

Аминокислоты по взаимному расположению карбоксильной и аминогруппы делятся на а-, Р , у- и т. д. аминокислоты, причем имеются некоторые специфические способы синтеза аминокислот каждого из этих классов и свойства их в некоторых отношениях различаются. С биологической точки зрения колоссальное значение имеют а-аминокислоты, ряд которых (табл. 49) можно получить из природного материала, гидролизуя белки — мясо, кожу, желатин, шерсть, волос, перо, белки протоплазмы и ядра любой растительной или животной клетки, казеин из творога, ряд гормонов, подобных инсулину, ферменты (например, пепсин) и т. д. а-Амино-кислоты являются простейшими кирпичами в структуре высокомолекулярных веществ — белков, без которых никакая жизнь не существует. Белки включают как жирные а-аминокислоты, так и ароматические и гетероциклические, поэтому их удобнее рассмотреть в конце курса (часть П). [c.484]

В генетической инженерии с целью получения белков в достаточных количествах и с заданными свойствами (например, для генотерапии наследственных и соматических болезней) широкое применение получили эндонуклеазы рестриктазы, катализирующие расщепление молекулы двухцепочечной ДНК по специфическим нуклеотидным последовательностям внутри цепи. Рестриктазы узнают определенные 4-7-членные последовательности, вызывая, таким образом, разрывы в определенных сайтах цепи ДНК. При этом образуются не случайные последовательности, а фрагменты ДНК строго определенной структуры с липкими концами (рекомбинантные ДНК), используемые далее для конструирования гибридных молекул и получения генно-инженерной, биотехнологической продукции (например, инсулина, гормона роста, интерферона, вакцин против вируса гепатита В, СПИДа и др.). [c.481]

Это отнюдь не новая область. Выпекать хлеб и сбраживать сусло люди научились тысячи лет назад. Процессы ферментации, разделения и очистки давно и хорошо известны. Но с появлением сведений о молекулярной структуре и основных аспектах химии генетического материала в биотехнологии началась новая эра. (см. разд. Ш-Е). Она ознаменовалась разработкой процедур сращивания генов, позволяющих химикам использовать бактерии для производства сложных биологически активных молекул. Были найдены ферменты, способные разрывать цепи ДНК в нужных местах и вводить в них чужеродную ДНК с новыми химическими связями. Модифицированная ДНК вырабатывает белки в соответствии с заложенным в нее измененным кодом. Этими белковыми продуктами могут быть гормоны, антитела или другие нужные нам сложные химические соединения со специфическими свойствами и функциями. Вырабатываемый бактериями с внедренным геном человека интерферон, по-видимому, окажется ценным средством лечения целого ряда болезней. Уже появился на рынке инсулин человека, производимый методом сращивания генов. Активность в этой области высока, и коммерческие предприятия возникают быстро. [c.130]

Такие белки, как лизоцим, инсулин и гемоглобин, обладают рядом специфических свойств, благодаря которым они имеют особо важное значение для организма. Лизоцим обладает свойством разрушать некоторые бактерии и помогает организму бороться с инфекциями. Инсулин — гормон, способствующий процессу окисления сахара в человеческом организме. Гемоглобин обратимо связывает кислород, соединяясь с ним в легких и отдавая его тканям. Кроме того, в результате нри- [c.488]

Наконец, при денатурации происходит утрата белками биологической активности. Воздействие денатурирующих агентов приводит к инактивации ферментов, гормонов и вирусов. Эта потеря специфических биологических свойств считается важным критерием денатурации. Однако имеется и ряд исключений. Например, активность инсулина сохраняется при денатурации мочевиной, в растворах которой сохраняют свою активность также трипсин, папаин и пепсин рибонуклеаза и лизоцим обладают тепловой устойчивостью, и их активность слабо изменяется при кипячении в разбавленной кислоте. Наряду с потерей ферментативной активности наблюдается и изменение иммунологических свойств. Как известно, иммунологическая активность белков характеризуется двумя показателями — антигенностью, т. е. способностью возбуждать образование антител, и специфичностью. Исследование этих показателей привело к выводу, что при денатурации ряда белков происходит понижение антигенности, но сохраняется иммунологическая специфичность. [c.191]

Такие белки, как инсулин и гемоглобин, обладают рядом специфических свойств, благодаря которым приобретают особо важное значение для организма. Инсулин — гормон, способствующий процессу окисления сахара в организме животного. Гемоглобин обратимо связывает кислород, присоединяя его в легких и отдавая в тканях. Эти точно установленные [c.681]

Тот факт, что для превращения полипептидного предшественника в активный продукт необходима модификация этого предшественника, создает возможности для посттрансляционной регуляции потока генных продуктов. Подобные модификации особенно широко распространены среди множества полипептидов, которые служат межклеточными медиаторами в многоклеточных организмах. Такие полипептидные гормоны, как инсулин, циркулируют в крови и осуществляют координацию работы отдаленных клеток. Другие пептиды короткодействующие , они влияют на активность клеток, расположенных вблизи секретирующей клетки. Например, пептидные нейромедиаторы передают информацию от одной нервной клетки другой. Все пептидные медиаторы работают сходным образом независимо от того, распространяется ли их действие на большие расстояния (инсулин) или они действуют локально (нейромедиатор энкефалин). В любом случае медиатор вначале связывается с высокоспецифичным рецептором, расположенным на поверхности определенной клетки-мишени, запуская те или иные процессы в зависимости от свойств клеточного рецептора. Это может быть процесс роста, секреция другого полипептида, экспрессия определенного гена, возбуждение нейрона, специфические поведенческие реакции и т.д. [c.357]

Число пептидов, выделенных из гидролизатов белков, в настоящее время измеряется сотнями. Во многих случаях была установлена структура выделенных пептидов, некоторые из них. как оказалось, сами по себе обладают интересными биологическими свойствами. Например, Ь-серил-Ь-гистидил-Ь-лейцил-Ь-валил-Ь-глутаминовая кислота, выделенная из гидролизата инсулина, специфически ускоряет развитие некоторых бактерий (стрептогениновая активность). [c.814]

Участие тирозинкиназы в преобразовании инсу-лин-рецепторного сигнала не доказано, но оно могло бы заключаться в фосфорилировании специфического белка, инициирующего действие инсулина, в запуске каскада фосфорилирование-дефосфо-рилирование, в изменении некоторых свойств клеточной мембраны или образовании какого-то связанного с мембраной продукта, например фосфолипида. [c.261]

Таким образом, теория строения белков как полипептидов, обоснованная Э. Фишером, стала прочным фундаментом исследования белков. Неясным оставалось, как при столь однообразном строении различных белков объяснить их весьма разнообразные физические и биохимические свойства. В 20-х годах XX века на примерах каучука, целлюлозы, крахмала были развиты представления о высокомолекулярных соединениях. В то же время были разработаны методы определения молекулярного веса высокомолекулярных соединений и, в частности, белков. Ранее о минимальном молекулярном весе протеидов судили по содержанию в них простетических групп (или каких-либо специфических атомов этих групп, например атома железа в гемоглобине), исходя из предположения, что одна простетическая группа содержится в одной молекуле протеида. Молекулярные веса и таким путем получились огромные, например для гемоглобина 68 000. Применение осмометри-ческого метода определения молекулярного веса (Серенсен, 1917 г.) и особенно разработка ультрацентри(1)угальпого метода (Сведберг, 1926 г.) позволили систематически исследовать молекулярные веса растворимых белков. Оказалось, что их молекулярные веса располагаются в широком интервале величин от 10 000 и ниже для ряда ферментов и гормонов (6500 для инсулина) до 6 600 000 (гемоцианин улитки) и даже до 320 000 000 (белок вируса гриппа). Если принять средний молекулярный вес аминокислотного остатка, входящего в полипептидную цепь белка, равным 115, то окажется, что число аминокислотных остатков в молекулах белков колеблется от нескольких десятков до немногих миллионов. Таким образом, уже по молекулярным весам белки представляют величайшее разнообразие. Простейшие из них вряд ли могут быть отнесены к высокомолекулярным соединениям, между тем как некоторые представляются одними из высокомолекулярных соединений с наиболее громоздкими молекулами. Существеннейшим отличием белков как высокомолекулярных соединений от таких синтетических полимеров, как капрон, полистирол, и таких природных высокомолекулярных соединений, как каучук, целлюлоза, крахмал, является разнообразие элементарных звеньев ( мономеров ), из которых построены белки. Взамен одного мономера (например, остатка ю-аминокапроно-вой кислоты или глюкозы, стирола, изопрена) в белки входит более 20 разных аминокислотных остатков. Это было и вдохновляющим и обескураживающим обстоятельством. Если молекула состоит всего из 20 разных аминокислотных остатков, для нее возможно [c.655]

Следует отметить, что эти методические приемы (а лучших, к сожалению, в настоящее время нет) в ряде случаев могут ввести экспериментатора в заблуждение. Так, например, данный метод применим только в том случае, если нативное и меченное изотопом вещество связываются одинаково (причем, не только со специфическими, но и с неспецифическими уча.стками). Это не всегда так. Например, включение в молекулу инсулина изотопа изменяет сорбционные свойства белковой молекулы, в результате чего специфические участки связывания инсулина можно обнаружить даже в таком материале, в котором исключено наличие ре-цепторов или других биологических структур (в стекле, тальке, бумаге). [c.134]

Параметры связывания инсулина с солюбилизированным рецептором и с рецептором в интактной плазматической мембране одинаковы. Солюбилизированные рецепторы были очищены методом аффинной хроматографии, т. е. методом, основанным на использовании специфических связывающих свойств рецептора. Для очистки препарат солюбилизированных мембран пропускали через колонку агарозы с ковалентно присоединенным инсу- [c.293]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология