Сульфгидрильные группы, определение ферментов

Алкилирование 5Н-групп. Для определения содержания сульфгидрильных групп в белках или для ингибирования ряда 8Н-содержащих ферментов ранее довольно широко применялись такие алкилирующие агенты, как йодацетат, йодацетамид, йодэтанол и другие. Однако в настоящее время известно, что все они могут необратимо соединяться с 8Н-группами только в мягких условиях (pH 7—8). Реакция протекает согласно уравнению [c.66]

Глутатион и цистеин благодаря присутствию у них сульфгидрильных групп являются сильными восстановителями и активаторами некоторых ферментов. Они активируют, в частности, деятельность протеолитического фермента папаина, расщепляющего изоэлектрические белки. Папаин может проявлять свою активность только в восстановленном состоянии, в которое он переходит под влиянием сульфгидрильных групп глутатиона и цистеина. Глутатион играет, кроме того, определенную роль в дыхании растений, так как сульфгидрильная груцпа его является активной группой фермента трио-зофосфатдегидрогеназы, катализирующего окисление 3-фосфороглицерино-вого альдегида, который образуется на первых стадиях распада углеводов в процессе дыхания. Сера входит также в состав витаминов тиамина (В1) и биотина, имеющих важное значение в обмене веществ у растений. [c.179]

Из косвенных методов чаще других используется метод, основанный на изучении рН-зависимости некоторых параметров реакции, таких, например, как максимальная скорость или константа Михаэлиса. Изменение этих параметров в зависимости от pH часто напоминает по своему характеру титрование одной ионизируемой группы (см. гл. VI). Можно поэтому определить соответствующее значение pi a этой группы и попытаться идентифицировать ее путем сравнения полученного значения рЛТ с известным значением p7i для боковых цепей различных аминокислот. Все это сопряжено с известными трудностями. В результате взаимодействия с соседними группами в белке, а также с субстратом или буфером величина pZ для ионизируемой группы в белке может заметно отличаться от соответствующей величины для той же группы, присутствующей в свободном виде в растворе. Кроме того, величины pifa для различных титруемых групп белков в значительной степени перекрываются. Например, группа с pif 10 может быть либо аминогруппой, либо фенольной гидроксильной группой, либо сульфгидрильной группой. В некоторых случаях определение величины A/i ионизации помогает приписать данное значение рЛТ той или иной группе, однако нередко однозначное отнесение полученного значения рЖ к определенной функциональной группе оказывается все же невозможным. Известно также, что рН-зависимость может отражать титрование нескольких остатков, а не какой-либо одной индивидуальной группы. Наконец, крутые перегибы кривых, описывающих зависимость скорости реакции от pH, могут вызываться ие только титрованием, но также и другими факторами, например изменением стадии, лимитирующей скорость реакции. К счастью, все эти ослол<иения возникают не всегда. Часто заключения, сделанные на основании рН-зависимости, удается подкрепить другими методами. Исходя из данных по зависимости максимальной скорости реакции от pH, следует, например, считать, что у всех ферментов, перечисленных в табл. 29, в каталитическом акте участвует остаток гистидина. Для химотрипсина это заключение подтвернодается тем, что соответствующий хлоркетон, являющийся аналогом субстрата химотрипсина, избирательно реагирует с одним остатком гистидина и вызывает таким путем инактивацию фермента. На основании [c.199]

Ферментативный синтез глютатиона в животных тканях протекает с большой -скоростью. Биологическая функция глютатиона до сих пор недостаточно выяснена она по-видимому, в основном сводится к поддержанию на определенном уровне содержания биологически активных сульфгидрильных групп в белках клетки в зависимости от окислительно-восстановительного потенциала среды этим можно объяснить также активирование SH-глютатионом ряда протеолитических ферментов (например, катеп-сина) и других биологически активных белков (гормонов и ферментов). Глютатион является коэнзимом дегидрогеназы 3-фосфоглицериновой кислоты и глиоксалазы. [c.347]

По мнению некоторых исследователей угнетающее действие на ферменты монохлоруксусной кислоты или других галоидных производных уксусной кислоты свидетельствует о том, что каталитические функции этих ферментов связаны с сульфгидрильными группами белкового компонента, так как сульфгидрильные группы реагируют, как известно, с галоидными производными уксусной кислоты. Необходимо, однако, отметить, что с теми же производными уксусной кислоты реагируют, помимо сульфгидрильных групп, также аминогруппы, а возможно, и гидроксильные группы [11]. Поэтому на основании этих опытов нельзя сделать каких-либо определенных выводов относительно природы групп, обладающих каталитической активностью. [c.274]

ДО полного изменения в расположении пептидных цепей. Развертывание пептидных цепей при денатурации подтверждается тем, что денатурированные белки дают более интенсивные цветные реакции, чем нативные белки. Это было впервые установлено для реакций на сульфгидрильные группы цистеина и на дисульфидные группы цистина [136]. Реакция с нитропуссидом, титрование железосинеродистым калием [39], ацетилирование [137] и полярография [138] — все эти методы определения сульфгидрильных и дисульфидных групп показали, что число этих групп в денатурированных белках больше, чем в тех же белках, находящихся в нативном состоянии. Денатурированные белки дают также более интенсивные цветные реакции на тирозин с фосфорномолибденовой кислотой [139, 140] и с диазореактивом [141], а на аргинин с реактивом Сакагуши [142] и присоединяют большие количества иода [143]. В то время как в нативном лакто-глобулине только 12 -аминогрупп лизина реагируют с динитрофторбензолом, в денатурированном лактоглобулине эту реакцию дает 31 е-аминогруппа, т. е. все содержащиеся в нем е-аминогруппы [144]. Таким образом, все приведенные данные подтверждают ту точку зрения, что при денатурации в связи с развертыванием пептидных цепей становятся доступными те активные группы, которые в нативных белках недоступны для соответствующих реактивов. Подобным же образом можно объяснить меньшую устойчивость ряда денатурированных белков по отношению к действию трипсина. Как известно, многие денатурированные белки гораздо легче расщепляются трипсином, чем те же самые белки в нативном состоянии. Это можно рассматривать как следствие того, что при денатурации разрываются связи, тесно удерживающие пептидные цепи друг около друга, и обнажаются те пункты, на которые может воздействовать фермент [146, 147]. Можно полагать, что трипсин, гидролизуя (хотя и медленно) нативные белки, гидролизует, в сущности, содержащиеся в них следы денатурированных белков. При этом процессе должно происходить непрерывное нарушение равновесия в системе нативный белок—денатурированный белок и смещение этого равновесия в правую сторону. [c.149]

Интенсивно влияет на действие многих ферментов окислительно-восстановительный потенциал среды. Происходит это потому, что изменение состояния окисляемых групп, в первую очередь ЗН-групп, внутри белковой молекулы сильно изменяет структуру белка. У определенных ферментов, например у уреазы, активность в такой же мере зависит от окислительного потенциала среды, как и от ее pH, и подобно pH в этом отношении у нее наблюдается свой оптимум. Многие так называемые сульфгидрильные ферменты (папаин, катепсин и др.) действуют только тогда, когда 5Н-группы в них находятся в восстановленном состоянии. Чтобы ферменты, подобные папаину, могли выявить свою активность, необходимо наличие восстановителей — цистеина, глютатиона, тиогликолевой кислоты или цианистого калия. Эти вещества обеспечивают пребывание 5Н-групп в неокисленном состоянии. [c.48]

В случае обратимой денатурации восстанавливается исходная строго определенная макроструктура полипептидной цепи и регенерируется каталитическая активность фермента. Так, например, нарушение третичной структуры рибонуклеазы восстановлением четырех дисульфидных мостиков тиогликолевой кислотой в 8 М растворе мочевины приводит ж полной дезактивации фермента. Однако при последующем окислении сульфгидрильных групп кислородом каталитическая активность восстанавливается, т. е. регенерируется исходная макроструктура фермента. Дисульфидные связи образуются в тех же местах, что и в нативной молекуле. [c.204]

Второй путь регуляции состоит в обратимых взаимопревращениях различных конформационных состояний глутаминсинтетазы. Выделенный в присутствии двухвалентных металлов олигомерный фермент стабилен, обладает каталитической активностью, и его субъединицы, очевидно, достаточно плотно упакованы, поскольку ни одна из его сульфгидрильных групп не взаимодействует с обычными реагентами на эти группы. Однако при удалении двухвалентных катионов фермент переходит в неактивную форму при этом сульфгидрильные группы обнажаются, и в таком состоянии молекула более легко диссоциирует на составляющие ее субъединицы. Таким образом, изменение содержания в среде двухвалентных металлов также может играть определенную роль в осуществлении биологической регуляции. [c.119]

Рассмотренный пример показывает, что информация относительно направления смещения электронов в субстрате в ходе ферментативной реакции крайне важна для планирования дальнейших исследований. Согласно приведенным выше данным, роданеза должна содержать электрофильную группировку, взаимодействующую с атомом кислорода (но не серы) тиосульфата, а также близко расположенную к ней нуклеофильную группировку, взаимодействующую с внешним атомом серы. В соответствии с этим были предприняты попытки идентифицировать специфические аминокислотные остатки, принимающие участие в построении активного центра фермента. Эти попытки привели к предположению, что возможными электрофильными и нуклеофильными агентами в активном центре фермента являются связанный ион цинка [14] и одна из сульфгидрильных групп соответственно [15]. Следует подчеркнуть, однако, что эти достижения были бы невозможны, если бы не были известны кинетический механизм реакции и пути определения индивидуальных констант скорости. [c.196]

Установлено, что недостаток селена ведет к уменьшению концентрации фермента глутатионпероксидазы, в результате чего усиливаются процессы окисления липидов и серосодержащих аминокислот. Селен входит в состав активных центров нескольких ферментов. Например, в активном центре глутатионпероксидазы содержится остаток необычной аминокислоты — селеноцистеина (см. главу 1). Глутатионпероксидаза защищает клетки от разрушающего действия органических пероксидов КООН и пероксида водорода Н2О2. Вероятно, в механизме действия этих ферментов селенгидрильная группа обладает определенными преимуществами перед сульфгидрильной. [c.190]

ЛИТЬ по образованию продуктов катализируемой им реакции. Большинство используемых ферментных меток способно за 1 мин при обычных температуре и давлении превращать в продукты 10 молекул субстрата в расчете на одну молекулу фермента. Каталитическая эффективность фермента сильно зависит от его трехмерной структуры (конформации), Пространственная структура фермента, как и любого белка, поддерживается многочисленными нековалентными взаимодействиями, такими, как гидрофобные и водородные связи, ионные контакты, а также ковалентными дисульфидными связями. Трехмерная структура фермента обеспечивает близкое соседство определенных аминокислотных остатков в положениях, наиболее выгодных для осуществления катализа. Нековалентные химические связи непрочны и легко разрушаются или ослабляются под влиянием тепловой энергии или дополнительных нековалентных взаимодействий, возникающих, например, при связывании ионов, хао-тропных агентов, детергентов, липидов и т. д. Известно, что присоединение к ферменту другой молекулы (скажем, аллосте-рического эффектора) в области, удаленной от активного центра (т. е. каталитического центра), может вызвать конформацион-ную перестройку, изменяющую пространственное расположение аминокислотных остатков в этом центре. Изменения в некова- лентных взаимодействиях, приводящие к новой, необычной конформации фермента, способны существенно повлиять на каталитическую активность. Подобная конформационная гибкость становится одной из помех при использовании фермента в качестве метки. Однако эта же гибкость полезна для разработки иммуноферментного анализа без разделения компонентов, основанного на вызываемых антителами изменениях в конформации конъюгата [лиганд — фермент]. Другое преимущество применения ферментов в качестве меток обусловлено наличием в их молекулах многочисленных функциональных групп (аминогрупп, сульфгидрильных, карбоксильных, карбамоильных, остатков тирозина), через которые можно ковалентно присоединять молекулы лигандов. [c.12]

Сульфгидрильная функциональная группа белков играет, как известно, важную роль в механизмах функционирования определенных ферментов. Поскольку большинство этих ферментов содержит несколько 5Н-групп, идентифицировать именно ту сульфгидрильную группу, которая непосредственно осуществляет каталитическую функцию, и определить ее место в аминокислотной цепи — довольно трудная задача. В некоторых благоприятных случаях каталитически активная 5Н-группа оказывается также наиболее химически активной, что может быть обусловлено ее незащищенным положением в третичной структуре фермента или ее окружением. Добавление одного эквивалента реагента на 5Н-группу, меченного радиоактивным изотопом, должно привести к тому, что помстится интересующая нас ЗН-группа. Однако 5Н-группа в активном центре может обладать такой же или меньшей реакционной способностью по сравнению с другими 5Н-групнами, и ее удается пометить лишь при помощи какого-нибудь остроумного метода. Если 5Н-груп-па, непосредственно участвующая в каталитическом акте, защищена субстратом от алкилирующих агентов, то после предварительного алкилирования всех остальных 5Н-групп в присутствии субстрата и последующего удаления избытка немеченого алкилирующего агента и субстрата ее можно пометить алкилирующим соединением, содержащим радиоактивную алки-лирующую группу. Этот прием используют только с нативным ферментом, поскольку добавление денатурирующего агента приводит к изменению укладки полипептидной цепи и нарушению специфической конформации активного центра, в результате чего субстрат не в состоянии защитить каталитически активную 5Н-группу, Алкилирующими агентами, удобными для проведения такого рода экспериментов, оказал ись С-иодацетамид и [c.479]

Важнейшим методом изучения структуры активного центра является отравление фермента специфическими ядами. Существует набор ядов направленного действия, с помощью которых необратимо выводятся из строя определенные группы ферментов. Так, СО, H N, ]ЧаМз и МагЗ присоединяются к железу гема и поэтому являются ядами для дыхательных ферментов. Сульфгидрильные группы связываются необратимо с соединениями кадмия или ртути например, могут быть количественно оттитрованы нарахлормер-курибензоатом [c.148]

Характерной химической особенностью цистеина является наличие в его молекуле сульфгидрильной группы (—SH). Эта группа цистеина весьма реакционноспособна она может окисляться как спонтанно, так и под влиянием специальных ферментов образующиеся при этом продукты, как и сам цистеин, участвуют в реакциях трансаминирования. Цистеин участвует также в обмене серы в организме. Расщепление цистеина под влиянием десульфогидрогеназы приводит к образованию пировиноградной кислоты и сероводорода. При определенных условиях цистеин легко отдает водород, и тогда две молекулы цистеина образуют через дисульфидную связь (—S—S—) [c.140]

Отдельными опытами на небольшом числе белков обнаружено, что для обеспечения максимальной биологической активности важное значение имеют определенные группы, входящие в состав аминокислот. Например, для проявления полной активности таких ферментов, как трансаминаза, фосфокиназа, деги-драза янтарной кислоты и многие другие, необходимо присутствие сульфгидрильных групп для инсулина требуется наличие дисульфидных и фенольных групп, а для лактогенного. гормона передней доли гипофиза — наличие свободных аминогрупп. [c.265]

Гидролазы. К этому классу относятся протеолитические ферменты, расщепляющие пептидные связи в белках и пептидах пепсин желудочного сока, трипсин и химотрипсин, получаемые из поджелудочной железы, аминопептидаза кищечника, папаин из сока дынного дерева и др. Специфичность действия этих ферментов зависит от их способности разрывать лищь те пептидные связи, которые находятся в определенном для каждого фермента окружении . Так, некоторые ферменты разрушают только концевые связи в белках (экзопептидазы), другие (эндопептидазы) действуют на пептидные связи, лежащие далеко от концов молекулы. Кроме того, имеет значение наличие вблизи от разрываемых связей полярных групп аминных, сульфгидрильных или оксигрупп. Протеолитические ферменты действуют только на -формы белков и совсем не действуют на Д-формы. [c.59]

Смотреть страницы где упоминается термин Сульфгидрильные группы, определение ферментов: [c.324] [c.170] [c.227] [c.153] [c.302] [c.460] [c.286] [c.291] [c.292] [c.295] [c.124] [c.510] [c.257] [c.71] [c.248] [c.234] [c.70] [c.34]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология