Инсулин образование и 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]

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]

Поливинилпирролидон является замечательным синтетическим полимером, находящим разнообразнейшее применение в медицине. Известны свойства его водных растворов, позволяющие использовать эти растворы как искусственную сыворотку крови [23]. В зависимости от молекулярного веса поливинилпирролидон может быть использован для связывания токсических веществ, сравнительно быстро выводящихся из организма (молекулярный вес 10 ООО—15 ООО), как кровезаменитель (молекулярный вес 30 000—40 000), для длительного связывания в организме некоторых химических веществ в целях пролонгации действия новокаина, инсулина и пр. (молекулярный вес свыше 50 000) [24]. Его прекрасная растворимость в воде и достаточная рыхлость упаковки молекулярных цепей обеспечивают образование благоприятных для роста кристаллов галогенидов серебра адсорбционных оболочек на их поверхностях. [c.67]

Из всего сказанного вытекает, что ключевые открытия в области биологического синтеза белков — дело будущего. Каким бы ни оказался ферментный механизм образования пептидных связей, ясно, что он представляет собой лишь часть общей схемы образования белка. Ведь останется, например, еще вопрос о природе сил, придающих столь важным с биологической точки зрения белкам, как ферменты или гормоны, их характерные физические, химические и физиологические свойства. Денатурированная молекула инсулина, хотя она и утра- [c.78]

Гидроксильная группа свободного серина, подобно другим первичным спиртовым группам, химически мало активна. Однако она оказывает существенное влияние на свойства участка белка, соседнего с остатком серина. Близлежащие пептидные связи становятся менее прочными и легко разрываются при кислотном гидролизе Так, например, при гидролизе инсулина соляной кислотой пе удалось получить пептиды, содержащие связи, образованные аминогруппами остатков серина и треонина, — они разрушались в первую очередь. [c.207]

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]

Функциональная роль полипептидных цепей. Если молекула рецептора построена из нескольких различающихся по строению полипептидных цепей, их вклад в организацию активного центра рецептора, равно как участие в реализации эффекторных свойств, может быть неодинаков. Это положение иллюстрируют данные о строении рецептора инсулина. Одна из цепей этого белка (а) участвует в образовании активного центра, в то время как другая (Р) отвечает за эффекторные свойства рецептора. В других рецепторных белках разноименные полипептидные цепи совместно участвуют в формировании активного центра рецептора (см. табл. 1). [c.15]

Испытания на способность нейтрализовать антитела, связывающие бычий инсулин, показали, что это соединение обладает иммунологическими свойствами, подобными свойствам природного бычьего инсулина. Напротив, А-тресковый-В-бычий инсулин проявляет свойства, аналогичные свойствам природного трескового инсулина. Эти данные свидетельствуют о том, что иммунологические свойства инсулина определяются главным образом структурой цепи А. Берсон и Ялоу [218] (ср. [1482]) нашли, что свиной инсулин индуцирует образование антител в организме человека. Свиной инсулин отличается от инсулина человека природой С-концевого остатка цепи В. Оказалось, что после отщепления этого остатка или даже восьми С-концевых остатков цепи В образуется модифицированный инсулин, все еще сохраняющий способность реагировать с антителами организма человека, образовавшимися при действии свиного инсулина. Эти исследователи указывали также на различие трехмерных структур инсулина человека и свиньи как на одну из причин, определяющих природу антигенных свойств гормона. [c.475]

Помимо образования из предшественника 1-М0Р имеет и другие общие с гормонами свойства он обладает существенной структурной гомологией с инсулином и релаксином, а также проявляет неподавляемую инсулиноподобную активность (М81ЬА). Очевидно, имеется эволюционная связь с этими пептидными гор.монами. [c.326]

Биологические функции белков исключительно разнооб разны. Некоторые из них обладают свойствами гормонов, ре гулирующих различные процессы обмена веществ (например инсулин поддерживает уровень сахара в крови) другие белкв действуют как катализаторы (ферменты) биологических про цессов, и, наконец, ряд белков является биологическим стро ительным материалом (например, коллаген соединительны тканей и кератин волос). Выше уже были упомянуты свойств гемоглобина млекопитающих как переносчика кислорода Функция некоторых белков крови заключается в обраЕэваниЕ антител, обусловливающих сопротивляемость к заболеваниям а так называемые нуклеопротеиды входят в качестве важной составной части в гены, которые несут наследственную инфор мадию и передают ее в процессе деления клетки. Вирусы, на пример вирус табачной мозаики, состоят из нуклеопротеидов заключенных в белковую оболочку. Структура многих вирусо настолько регулярна, что они могут быть получены в виде хо рошо образованных кристаллов. [c.512]

Принцип этого метода в основном тот же, что и принцип метода, примененного Сенгером для определения последовательности аминокислот в молекуле инсулина. Вначале дыхательную цепь разделяют на фрагменты или механически (методом ультразвука), или путем разрушения липидного цемента детергентами, спиртами или дезоксихолевой кислотой. Затем фрагменты разделяют с помощью ультрацентрифугирования. Определяя химические и ферментные свойства этих фрагментов, можно реконструировать последовательность реакций интактной дыхательной цепи. Этот метод был впервые чрезвычайно успешно применен Грином и его сотрудниками. В целях удобства работу проводили почти исключительно на митохондриях животных. Дыхательная цепь особенно легко поддается расщеплению в некоторых точках, указанных на фиг. 62 буквами. При расщеплении в точке А из дыхательной цепи высвобождаются пиридинпротеиды, образуя фрагмент ( переносящую электрон частицу ), уже не способный окислять промежуточные продукты цикла Кребса, но получивший теперь способность окислять НАД-На (в отличие от интактных митохондрий). Таким образом, при расщеплении в точке А удаляются пиридин-протеиды, необходимые для дегидрирования кислот цикла Кребса, но в то же время открываются участки, пригодные для окисления НАД-Нг. Многочисленные исследования были проведены с так называемой переносящей электрон частицей . Расщепление в точках В Л О приводит к образованию фрагмента, обладающего сукци-нат-цитохром-с-редуктазной активностью, но не активного по отношению к связанным с пиридиннуклеотидами субстратам. Обычно наблюдается хорошее соответствие между ферментативной актив- [c.225]

Наиболее убедительным доказательством того, что первичная структура определяет вторичную и третичную, могут, по-видимому, служить опыты по восстановлению нативной структуры белка после денатурации ренатура-ция белка). Если, например, полностью развернуть молекулу рибонуклеазы путем восстановления четырех ее дисульфидных мостиков меркаптоэта-нолом в 8 Af мочевине, а затем вызвать реокисление таких развернутых молекул в контролируемых условиях, то молекулы (от 95 до 100%) вновь приобретают нативную конформацию, что подтверждается восстановлением не только физических свойств, но и ферментативной активности. Этот опыт схематически представлен на фиг. 42. Статистические расчеты показывают, что если бы реконструкция дисульфидных мостиков происходила совершенно произвольно, то нативную конформацию приобретало бы лишь небольшое число молекул —около 1%. В табл. 20 приведены данные по рена-турации некоторых белков. Во всех случаях, за исключением инсулина, степень восстановления нативных структур значительно превышает величину, которой следует ожидать, исходя из статистических соображений. Эти данные вовсе не означают, однако, что процесс образования дисульфидных связей в белках может протекать in vivo без направленного катализа. Реконструкция нативных белковых структур после восстановительного разрыва дисульфидных мостиков представляет собой слишком медленный процесс, не соответствующий скорости синтеза биологически активных белков [c.113]

Структура шерсти сложнее структуры фиброина шелка, так как шерсть, подобно инсулину (разд. 20-7), содержит значительное количество цистина (табл. 20-1), что делает возможным образование дисульфидных поперечных связей между пептидными цепями. Эти дисульфидные связи оказывают большое влияние на механические свойства шерстяного волокна при их восстановлении (что может быть осуществлено в растворе тиогликолята аммония) волокно значительно легче изменяет форму. [c.526]

Инсулин довольно устойчив к действию денатурирующих агентов и не денатурируется органическими растворителями и разведенными кислотами денатурация не наступает также и при образовании мономолекулярных слоев [45]. Если инсулин нагревать в слабокислом растворе, то образуются неактивные фибриллы, которые затем вторично агрегируются в нерастворимые, имеющие форму шара образования [46]. Интересно отметить, что этот процесс обратим и что инсулин реактивируется при воздействии щелочей [46]. Инсулин не обладает антигенными свойствами и видовой специфичностью [47]. [c.317]

Ранее неоднократно высказывались предположения о возможности существования циклопептидных структур в молекуле белка. По мнению Д. Л. Талмуда, основной единицей белковой структуры является циклопептид ( кольчатая цепь ), состоящий не менее, чем из шести аминокислотных остатков. Образование такой структуры не требует никаких иных связей, кроме пептидной. Важным моментом в образовании такого циклопептида является участие в его стабилизации боковых цепей составляющих его аминокислот. Поскольку синтез такой кольчатой цепи происходит в водном растворе из аминокислот, боковые цепи которых составлены из некоторого количества углеводородных звеньев, весьма важно учитывать их взаимодействие друг с другом, обусловливаемое гидрофобностью. Энергия взаимодействия боковых цепей друг с другом, рассчитанная Л. Полингом для инсулина (из расчета, что молекула инсулина состоит из 288 аминокислотных остатков), была приблизительно равна 600 ккал1моль. Взаимодействие гидрофобных групп боковых цепей циклопептида, по-Д. Л. Талмуду, должно привести к тому, что все боковые группы окажутся по одну сторону от плоскости сечения кольчатой цепи. Это служило возможным объяснением одного из самых труднообъяснимых свойств белка, а именно построения его из аминокислот одной и той же оптической конфигурации ( -формы). Только при правильном чередовании О- и 1-изомеров аминокислот можно было бы представить себе другой способ построения аналогичного циклопептида, но в этом случае в гидролизатах находилось бы значительное количество )-аминокислот, чего на самом деле не отмечено до настоящего времени. Если же аминокислоты разной оптической конфигурации расположить по одну сторону полипептидной [c.120]

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]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология