Лизоцим структура

В число наиболее известных гидролитических ферментов, для которых получены сведения о структуре и механизме действия, входят экзопептидаза карбоксипептидаза А (гл. 6), рибонуклеаза А (гл. 3) и лизоцим. В настоящей главе мы рассмотрим химию последнего. [c.238]

Лизоцим считается одним из наиболее изученных ферментов, но это относится скорее к его химической структуре и физико-химическим свойствам, чем к механизму действия. [c.200]

Третьим белком и в то же время первым ферментом, для которого стала известна трехмерная структура, был лизоцим. Расшифровка рентгенограммы выполнена Д. Филлипсом и сотрудниками в 1965 г. с разрешением 2,0 А. Полученные результаты явились полной неожиданностью. Лизоцим в отношении вторичных структур существенно отличался от миоглобина и гемоглобина его спиральные фрагменты содержали не 75% [c.73]

Внутримолекулярное связывание боковых радикалов двух остатков цистеина создает дисульфидный мостик, который обычно способствует упорядоченности конформации. Многие обладающие важными биологическими функциями полипептиды имеют первичную структуру, включающую дисульфидные мостики между остатками цистеина, которые отделены друг от друга в полипептидной цепи несколькими атомами, что приводит к образованию многочленных колец. Влияние дисульфидных мостиков на конформацию полипептидной цепи, находящейся между двумя остатками цистеина, легко видеть по возрастанию неупорядоченности, происходящему при расщеплении дисульфидных групп. Лизоцим после расщепления дисульфидных связей теряет около 50 % своих а-спиральных участков [27], однако расщепление полипептидной цепи в двух точках (по остаткам метионина) приводит к трем пептидным фрагментам, соединенным дисульфидными мостиками и ли- [c.433]

Благодаря достижениям химии и физики в последние 25 лет многие гипотезы о структуре и механизме действия ферментов были уточнены и доказаны. Использование рентгеноструктурного анализа позволило совершить прорыв в этом направлении. Первым ферментом с установленной структурой стал лизоцим. [c.164]

Реологические характеристики межфазных адсорбционных слоев различных биополимеров представлены в табл. 15. Эти данные показывают, что все межфазные адсорбционные слои имеют близкие по значению модули эластических деформаций, исключение составляет лизоцим, у которого модуль быстрой эластики характеризует очень малую по сравнению с другими белками ориентацию элементов структуры слоя под действием приложенных извне усилий. Об этом также свидетельствует большая величина условной вязкости упругого последействия г) ,, которая на порядок превосходит соответствующую характеристику у других слоев. [c.223]

Как известно, лизоцим отличается от других белков своей относительной стабильностью к нагреванию вплоть до 100° С. Этот белок, изоэлектрическая точка которого находится около pH 11, имеет максимальную тепловую стабильность при pH 5,5. Большая стабильность лизоцима нри pH > 7 объясняется, очевидно, наличием дисульфидных связей [166]. При нагревании до 60 С резко возрастают все реологические характеристики слоя, особенно модуль медленной эластической деформации и вязкость эластичности. Кривые развития равновесного напряжения сдвига Ра (т) также характеризуются большими значениями пределов прочности структуры слоя Рга И значениями напряжений сдвига, поддерживающих стационарное течение Время достижения стационарности увеличивается с повышением температуры от 300 до 480 сек. [c.233]

Лизоцим, как известно [167], не образует протяженных монослоев из-за слабого развертывания молекул, которые имеют очень жесткую регулярную структуру, сшитую четырьмя ди-сульфидными связями. Мономолекулярный слой, полученный из нативного лизоцима, состоит из молекул, форма которых близка к их форме в растворе. Влияние углеводородной фазы на реологические характеристики межфазных адсорбционных слоев изучалось на примере слоев лизоцима на границе с бензолом и пентадеканом. Связывающая способность макромолекул лизоцима в [c.233]

В — лизоцим (а+Р структура III класс) [c.70]

Соединения, нарушающие структуру оболочки (ферменты лизоцим, трипсин и др. аминокислоты гидрофобные автолизат и т.д.) Нарушение структуры клеточной стенки и мембраны [c.77]

Для сравнения можно рассмотреть третичную структуру еще двух небольших белков. Лизоцим—это фермент, содержащийся в яичном белке, а также в слезах человека. Он катализирует гидролитическое расщепление сложных полисахаридов, присутствующих в клеточных стенках некоторых бактерий. Лизоцим назван так потому, что он вы- [c.193]

Лизоцим состоит из 129 аминокислот. Приведенным выше способом исследователи сумели отчетливо определить местоположение 114 аминокислот. Положение остальных аминокислотных остатков было установлено на основании предположений, сделанных при изучении распределения электронной плотности, которое показывало лишь часть боковых цепей для каждой из этих аминокислот. Лизоцим содержит три участка, имеющих форму спирали, каждый из которых включает около 10 аминокислотных остатков. Имеются в виду участки, содержащие аминокислотные остатки 5— 15, 24—34 и 88—96. Детали структуры видны на пространственной модели молекулы лизоцима, изображенной на рис. 10.11. [c.242]

Лизоцим был третьим по счету белком и первым ферментом, структура которого была установлена методом рентгеноструктурного анализа при высоком разрешении. В настоящее время аналогичным образов охарактеризованы структуры многих других ферментов, в том числе рибонуклеазы, карбоксипептидазы, папаи-на, химотрипсина и субтилизина. Лизоцим, однако, по-прежнему остается самым ярким примером применения рентгенографии для объяснения характера действия ферментов. [c.258]

В литературе имеется множество данных по определению подвижностей и р1 различных белков некоторые из них можно найти в работе [5]. В зависимости от аминокислотного состава и в меньшей степени от структуры изоэлектрическая точка белка обычно лежит в пределах между 10—11 и 4—4,5. Примером кислых белков являются сывороточный альбумин быка, -лакто-глобулин примером основных — лизоцим, цитохром С. [c.63]

Лизоцим — один из наиболее хорошо изученных ферментов. Его молекулярная масса — 14 100 полипептидная цё ль состоит из 129 аминокислотных остатков. Рентгеноструктурные исследования позволили выяснить его вторичную и третичную структуру (рис. 46, с. 210)-Лизоцим содержится в слезах, яичном белке. Значение его весьма велико, так как он вызывает растворение (лизис) клеточной оболочки бактерий и этим их губит. Слезная жидкость, содержащая лизоцим,. омывая глаз, предохраняет его от воспалительных процессов, так же как и яйцо от бактериального разложения, возможного вследствие проникновения бактерий через скорлупу. [c.209]

Молекула этого фермента не очень большая его полипептидная цепь включает 129 аминокислот. Лизоцим — первый фермент, структура которого была установлена в 1967 г. с помощью рентгеноструктурного анализа [108]. В отличие от сс-химотрипсина по одной стороне эллипсоидальной молекулы лизоцима проходит глубокая щель для связывания субстрата. Щель разделена на 6 участков AB DEF. Остаток NAM может связываться только в участках В, D и F, тогда как остатки NAG синтетического субстрата могут связываться со всеми участками. Связь, которая подвергается расщеплению, находится между участками D и Е. [c.239]

К настоящему времени многие О-гликозид-гидролазы получены в высокоочищенном и в кристаллическом состоянии, для целого ряда карбогидраз получены данные о первичной структуре (всей белковой молекулы или ее фрагментов). Именно среди кар-богидраз был выбран фермент — лизоцим, для которого впервые в энзимологии было расшифровано пространственное строение с помощью рентгеноструктурных методов анализа. Карбогидразы широко используются для изучения структуры многих биологически важных соединений — гликоконьюгатов, компонентов клеточной стенки и т. д. [c.22]

Лизоцим — фермент бактериолитического действия. Иначе говоря, реакции, катализируемые лизоцимом, приводят к лизису (растворению) определенных бактериальных клеток. Поэтому изучение механизмов действия фермента, топографии его активного центра и кинетических особенносте реакций лизоцима целесообразно начать с описания структуры его специфического субстрата — пептидогликана (гликопептида или муреипа) бактериальной клеточной стенки. Сравнительно недавно постановка вопроса в таком виде звучала буквально фантастически, поскольку химическая структура гигантских макромолекул, образующих скелет клеточной стенки, была совершенно неизвестна. Однако благодаря работам большой группы исследователей, в первую очередь Солтона, Строминджера, Гуйсен, за последние 15—20 лет ситуация значительно изменилась, и к настоящему времени многие важные особенности структуры бактериальных клеточных стенок достаточно хорошо изучены. [c.139]

Лизоцим в зависимости от условий кристаллизуется с образованием ряда полиморфных форм — тетрагональной, триклииной, моноклинной, орторомбической [29, 30]. Наиболее известна тетрагональная структура, с использованием которой и было получено большинство рентгеноструктурных данных. По мнению самого Филлипса [5], тетрагональная структура кристаллического лизоцима имеет один серьезный недостаток — молекулы фермента в ней подходят друг к другу особенно плотно и взаимодействуют в области участков Е и Р активного центра, что не позволяет наблюдать связывание сахаров с данными участками без разрушения кристаллов. Это, видимо, стимулировало изучение других кристаллических форм лизоцима [29—31], хотя и без особого успеха в выявлении новых деталей строения активного центра и механизма его действия. Более того, выяснилось, что триклигшый лизоцим еще менее пригоден в данном отношении для исследований, поскольку у него в кристаллической ячейке взаимно блокированы три участка активного центра — О, Е и Е [32, 33]. По предварительным данным, моноклинная и орторомбическая формы кристаллического лизоцима страдают тем же недостатком [34, 34а]. В настоян ее время надежды возлагаются на лизоцимы из других источников, такие как лизоцим из белка яиц черепахи [34], четвертичная структура которого практически идентична лизоциму из белка куриных яиц, но кристаллы содержат аномально большое количество воды. Возможно, и этом случае активный центр фермента будет более доступен для аналогов субстрата и эффекторов и соответствующий рснгеноструктурный анализ приведет к более определенным выводам о топографии связывающих участков активного центра. [c.154]

Г.-белки с мол. м. от 10-15 тыс. до 200-300 тыс. Они проявляют свою каталитич. активность, как правило, в отсутствие к.-л. кофакторов лишь в нек-рых случаях необходимы ионы металлов-гл. обр. Zn " , Со " , Са , Mg " . Для небольшого числа Г. известна первичная, а для нек-рых и пространств, структура молекулы (напр., для лизоци-ма, пепсина, трипсина, химотрипсина). Отмечено значит, сходство структуры ферментов одного подкласса, особенно в области активного центра. Так, мн. протеиназы имеют в активном центре одинаковую последовательность аминокислот Gly Asp Ser Gly Gly Pro (обозначения см. в ст. Аминокислоты]. Близкое строение имеет и активный центр ряда эстераз. [c.561]

Существует предположение, что механизм ферментативной реакции, включающий образование кабоний-иона, действует в случае лизоци-ма — фермента, основная роль которого состоит в атаке и расщеплении полисахаридных цепей пептидогликанового слоя клеточных стенок бактерий [10]. Лизоцим содержится в качестве защитного агента в слёзной жидкости, в других выделениях организма и в очень больших количествах в яичном белке. Лизоцим из яичного белка был первым ферментом, у которого методом дифракции рентгеновских лучей была определена полная трехмерная структура [И]. [c.98]

Лактальбумин [517, 528] и лизоцим [518, 529—531] представляют классический пример двух белков с аналогичными последовательностями, но различными функциями и различными частотами фиксации мутаций. Предположение о структурном подобии обоих белков было впервые выдвинуто в 1958 г. и подтверждено спустя 10 лет [523, 533] путем сравнения аминокислотных последовательностей. Некоторые важные для сопоставления свойства обоих белков приведены в табл. 9.3. Трехмерную структуру бычьего лактальбумина определили, основываясь на структуре лизоцима белка куриного яйца, путем построения Л10дели [534] и последующей минимизации энергии [501, 535]. Эта процедура предполагает идентичность укладки обеих цепей, что представляется достаточно обоснованным, если учесть большое сходство аминокислотных последовательностей обоих белков (табл. 9.3). Этот пример показывает также, каким образом можно использовать данные по одному белку для структурного анализа отдаленно родственных гомологичных белков. [c.215]

Многие из указанных выше эффектов можно прекрасно проиллюстрировать на примере механизмов связывания и катализа, осуществляемых ферментом лизоцимом. Лизоцим занимает особое место в истории энзимологии, поскольку его трехмерная структура была первой нз структур белков, определенных методом рентгеноструктурного анализа [134]. Это маленький белок, состоящий из одной полипептидной цепи длиной в 129 аминокислотных остатков, катализирует гидролиз гликозидных связей углеводного компонента клеточной стенки бактерий (как часть защитного механизма против бактериальной инфекции). Природным субстратом лизоцима является чередующийся сополимер (86) Л -ацетил-[5-0-мурамовой кислоты (NAM) и Л -ацетил-р-й-глюкоз-амина (NAG), связанных [i-1-> 4-гликозидными связями, однако большая часть работ по изучению механизма была проведена на более простых субстратах. Так, поли-Л -ацетилглюкозамин также гидролизуется ферментом, однако эффективность этой реакции существенно зависит от размера субстрата и трисахарид (NAG)3 фактически является ингибитором лизоцима. Сравнение трехмерных структур фермента и комплекса последнего с (NAG)a показывает, что трисахарид связывается во впадине фермента. Такое сравнение позволяет детально исследовать связывание трех моно-сахаридных звеньев (NAG)a в участках А, В и С фермента, которое осуществляется посредством комбинации гидрофобных рччимодействий и водородных связей. Как отмечалось при об- [c.528]

Лизоцим катализирует гидролиз Р(1—>-4)-гликозидных связей мукополисахаридов, входящих в состав клеточных стенок некоторых микроорганизмов [ 15]. Помимо этого природного субстрата, который состоит из Ы-ацетилмураминовой кислоты иЫ-аце-тилглюкозамина, лизоцим катализирует также гидролиз хитина (поли-Ы-ацетил-р-глюкозамина) и продуктов его разложения, а также некоторых р-арилди-Ы-хитобиозидов. Подробно изучена трехмерная структура лизоцима он представляет собой глобулярный белок, по форме отдаленно напоминающий бабочку, одно крыло которой содержит значительное количество спиральных фрагментов, а другое состоит в основном из складчатых р-структур. Активный центр расположен между крыльями и организован в виде щели, или впадины, способной вмещать длинноцепочечную полимерную молекулу природного субстрата. [c.151]

Второе издание этого атласа, опубликованное в 1967—1968 гг., вдвое больше первого и представляет собой исключительно ценную сводку результатов работ по расшифровке последовательности. Там приведены последовательности цитрохрома с, ферредоксина, цепей гемоглобина, миоглобина, различных иммуноглобулинов и их L-цепей, трипсиногена, трипсина, химотрипсиногена, химотрипсина, субтилизина, а-лакталь5умина, триптофан-синтазы, лизоци-мов, рибонуклеазы, ингибитора трипсина, пептидных гормонов, ядов, токсинов, вирусных белков и т. д. Включая видовые вариации, число белков с расшифрованной структурой достигает почти двухсот. [c.40]

Третичная структура лизоцима. Лизоцим был первым ферментом, исследованным методом рентгеноструктур-пого анализа (1965). Лизоцим относится к гликози-дазам, расщепляющим гликозидные связи, например в полисахаридах, входящих в состав клеточной стенки [c.371]

Рнс. 95. Фрагмент структуры бактериального полисахарида — субстрата лизоци-ма. Пока-шны водородные связи, образующиеся при связывании субстрата в активном центре фермента. [c.189]

Лизоцим белка куриных яиц образован одной полипептидной цепью, содержащей 129 амниокислотных остаткоа его молекулярная масса составляет 14 600. Первичная структура лизоцима определена Р. Кенфилдом и А. Лиу в 1965 г. (рис. 96). Высокая стабильность фермента обеспечивается наличием четырех дисульфидных мостикоа. [c.190]

Была проверена применимость изложенного выше метода расчета вклада различных конформаций во вторичную структуру белка на таком хорошо изученном белке, как лизоцим. Использовались значения параметров и для лизоцима, рассчитанные из уравнения Мофитта — Янга на основании экспериментальных данных, полученных для водных растворов лизоцима и его растворов в 8 М водном растворе мочевины. Значения параметров а , = —356 и 0 == —155 для водных растворов лизоцима и = —312 и Ьд = О для растворов его в 8 М растворе мочевины использовались для расчета содержания различных конформаций по методу [248]. В связи с тем что для лизоцима равно нулю, система трех уравнений после ряда последовательных преобразований сводилась к следующим выражениям [c.103]

Объектами исследования были выбраны полимеры, отличающиеся своим конформационным состоянием в водном растворе поливиниловый спирт, макромолекулы которого в водном растворе представляют статистические клубки желатина, имеющая конформацию коллагеноподобной тройной спирали сывороточный альбумин человека и лизоцим — глобулярные белки, имеющие сложный тип структуры, которая содержит а-спираль, р-структуру и неупорядоченные области статистических клубков. Исследованию подвергались адсорбционные слои водных растворов белков на границе с бензолом, сформированные в течение 5—6 час при 20° С, достигшие предельного значения прочности и далее не изменяющиеся во времени. [c.217]

Заметный прогресс в изучении структуры белков начался с конца 70-х годов текущего столетия Если до этого структуры их выводили на основании метода диффракции нейтронов, карт распределения электронных плотностей с введением в молекулы белков тяжелых атомов, то в последующие годы были развиты методы синхронной радиации, методы с использованием компьютерной техники, что сослужило огромнзто службу кристаллографии данных биополимеров В этой связи статичный метена, рентгеноструктурного анализа одиночного кристалла способен дать ди-намичнзгю информацию На основании указанных методов показано, например, что фермент лизоцим имеет оболочку из 33—35 прочно связанных молекул воды и менее упорядоченную область из 95—105 молекул воды, соединенных с белком лишь одной водородной связью Около 60—80% остальной воды распределено в промежутках между кристаллами и не влияет на электронную плотность белка [c.71]

Глобулярные белки, судя по результатам исследования их формы и размеров, имеют компактно свернутые полипептидные цепи. Рентгеноструктурный анализ миоглобина и других небольших по размерам одноцепочечных белков, таких, как цитохром, с, лизоцим и рибонуклеаза, показывает, что для каждого из этих белков характерна определенная третичная структура, т. е. специфический способ свертывания полипептидной цепи в пространстве. Во всех глобулярньк белках полипептидные цепи очень плотно свернуты, так что внутри молекулы белка если и остается, то лишь немного места для молекул воды. Почти все гидрофобные R-группы скрыты внутри молекулы и экранированы от взаимодействия с водой, большинство же ионных К-групп находится на поверхности в гидратированном состоянии и обращено в сторону [c.221]

Изучение структуры пептидов привело к расшифровке Полингом, Кори и Брэнсоном в 1950 г. структурного элемента керотина (одного из белков, входящих в состав волос). Примененный ими метод заключался в подборе молекулярной модели, которая могла бы отвечать соответствующей рентгенограмме. Эта модель —< альфа-спираль послужила Уотсону и Крику одной из основных предпосылок для расшифровки структуры дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), представляющей две спирали, идушре в противоположном направлении и закрученные одна вокруг другой. Второй из предпосылок для решения проблемы строения ДНК было чисто техническое усовершенствование, позволившее повысить качество рентгенографии. (Оказывается, расшифровка структуры ДНК может служить сюжетом увлекательной повести [83].) В 1960 г. Кендрю и сотрудники сообщили о получении трехмерной картины распределения электронной плотности в миоглобине, что позволило построить молекулярную модель этого белка. Вскоре была расшифрована структура другого белка — гемоглобина (Перутц и сотр., 1962), а в 1964 г. структура третьего белка —< лизоцима. Лизоцим —< это первый фермент, структуру которого удалось определить. [c.247]

Белки. Спектры ЭПР у-облученных при 77° К бе.чков зависят от аминокислотного состава макромолекул. Так, в желатине, гемоглобине, проколлагене, протамине, в составе которых нет серусодержащих аминокислотных остатков, зарегистрированы симметричные многокомпонентные спектры с g = =2,0036. В спектрах фиброина шелка, пол и-у-метил- -гл утамата, поли-у- бен-зил- -глутамата, пепсина, миозина есть синглеты с g = 2,006 -ь 2,008. Белки,. имеющие в составе большое количество серусодержащих аминокислотных остатков (рибонуклеаза, трипсин, яичный и сывороточный альбумин, лизоцим), дают асимметричный спектр с неразрешенной структурой [193—196]. Исчезающие при действии света парамагнитные центры можно отнести к захваченным зарядам [196]. Кроме того, предпо.чагают образование радикалов [c.308]

Атомы многих металлов также стабилизируют пространственную конформацию ферментных и иных белков. Таким действием обладают катионы Са, 2п, Мп, Mg, Со, Сп, Ре + 2, иногда Ва и также трехзарядные катионы. Они обеспечивают сохранение третичной и (или) четвертичной структуры ферментов. Особенно часто встречается стабилизирующее действие иона кальция, который защищает конформацию а-амилазы, предохраняет от денатурации (и автолиза) трипсин, защищает лизоцим, бактериальные и грибные протеиназы, некоторые пептидазы. Металл, по-видимому, может стабилизировать фермент двумя путями входя в состав его активного центра (у истинных метал-лоэнзимов) или присоединяясь к различным иным участкам на поверхности белковой частицы. При стабилизации апоферментов, например ионами Са, вероятно образуются клешневидные связи между металлом и СОО-группами. [c.166]

Чтобы на основании всего сказанного не создалось впечатления, будто коферменты представляют собой особый род субстратов, отличающийся от остальных какими-то иными свойствами помимо того, что они крайне удобны для изучения фермент-субстратных комплексов, следует отметить, что имеются также и другие убедительные примеры образования этих промежуточных продуктов. Например, сопоставление данных рентгеноструктурного анализа с разрешением 2—3 А для карбокси-пептидазы А и ее комплекса с глицил-Ь-тирозином [38] показывает не только истинное расположение связанного пептида в гидрофобном кармане фермента, но и такие тонкие детали, как сдвиг остатка тирозина на 14 А по направлению к субстрату при образовании комплекса. Впечатляющим примером подобного исследования является рентгеноструктурный анализ лизоци-ма [39], коррелирующий с результатами изучения механизма его действия [40]. Здесь, как и в случае карбокси-пептидазы, структура свободного фермента и его комплекса исследована очень детально. [c.62]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология