Белковый оптимум

Ферментативные реакции характеризуются также наличием колоколообразной зависимости скорости реакции от температуры в достаточно широком температурном интервале (что приводит к температурному оптимуму реакции). Эта особенность влияния температуры на кинетику ферментативных реакций объясняется наложением двух эффектов — возрастанием скорости реакции при увеличении температуры и ускорением тепловой денатурации белковой молекулы, приводящей к инактивации фермента при высоких температурах. Ясно, что при достаточно корректной постановке эксперимента оба эти явления можно изучать раздельно (см., например, 9 этой главы). [c.266]

Термолабильность ферментов т. е. инактивация их, связанная с разрывом полипептидных связей при повышении температуры,— денатурация белков, приводит к появлению оптимума температурного действия. С ростом температуры увеличивается скорость ферментативной реакции, но увеличивается и инактивация фермента. Поскольку белки являются амфотер-ными электролитами, для ферментов характерен также оптимум pH. Так, например, оптимум действия пепсина лежит в зоне pH = 1,5 —2,5, трипсина —8—11, сахаразы, выделенной из. дрожжей, — 4,6—5,0, сахаразы из кишечника — 6,2, амилазы из слюны или поджелудочной железы — 6,7—6,8 и т. д. Некоторые ферменты могут иметь различную величину оптимума pH для разных субстратов. Так, оптимум pH пепсина несколько меняется для разных белковых субстратов, тогда как карбогидразы [c.249]

Крупные успехи, достигнутые за последнее время в химическом синтезе ДНК, открыли перед белковой инженерией принципиально новые возможности конструирование уникальных,, не встречающихся в природе белков. Для этого необходимо и дальнейшее развитие технологии, так чтобы изменение генов методами генетической инженерии приводило к предсказуемым изменениям белков, к улучшению вполне определенных функциональных их характеристик числа оборотов, Км для конкретного субстрата, термостабильности, температурного оптимума,. [c.182]

Обычно зависимость скорости реакции от pH выражается кривой с одним (иногда двумя) максимумами. Концентрация водородных ионов, при которой наблюдается максимальная скорость реакции, называется оптимальной (оптимум pH). Величина оптимума pH является характерной для каждого фермента, хотя и изменяет свое значение от концентрации субстрата и температуры. В сильно кислой и сильно щелочной среде падение активности фермента может быть связано с необратимой денатурацией белковой молекулы. Вблизи же оптимума pH изменение активности фермента может быть обратимым и при изменении концентрации водородных ионов в сторону оптимального значения активность фермента также полностью восстанавливается. [c.229]

Брожение легко происходит в условиях наиболее благоприятных для роста дрожжевых организмов, — лабораторий реактива, вызывающего брожение. В среде, способной бродить, должен быть не только сахар, но и другие вещества, необходимые для питания дрожжей. Таковы белковые вещества и соли фосфорной кислоты, калия и магния. Наиболее благоприятная температура для их развития от 20 до 30 С. Некоторые вещества, находящиеся в избытке, вредно действуют на дрожжи. Сам сахар в большом количестве губительно действует на них. Оптимум концентрации сахара 12—15%. В более крепких растворах брожение происходит менее интенсивно, а когда концентрация сахара в растворе превышает 50%, — брожение совершенно замирает. [c.110]

Влияние кислотности среды на скорость ферментативных реакций обусловлено тем, что при изменении кислотности меняется конформация всей белковой молекулы фермента, в том числе изменяется конформация активного центра и его способность осуществлять катализ. При рН-оптимуме фермент находится в оптимальной для проявления каталитических свойств конформации. При небольшом отклонении величины кислотности от рН-оптимума наблюдается незначительное изменение конформации, носящее обратимый характер. При значительном отклонении от рН-оптимума (в сильнокислой и сильнощелочной среде) происходит необратимая денатурация ферментного белка, приводящая к полной утрате каталитической активности. [c.31]

На рис. 9 приведена кривая распределения частоты появления различных значений рНопт Для ста различных ферментов согласно данным, приведенным в [3]. При построении кривой распределения соответствующие ферменты были расположены в группы с ДрН=0,4, а на оси ординат отложено число ферментов в соответствующих группах для значений pH 0,2. В общем случае трудно усмотреть какую-либо связь между положением оптимумов pH, типом каталитической реакции или свойствами субстратов. Поэтому кривая распределения (рис. 9) скорее отражает адаптацию белковых молекул к выполнению каталитических функций при различных pH. Большинство рассмотренных ферментов, свойства которых приведены на рис. 9, в биологических системах функционируют при значениях pH, близких к 7,4, чем, вероятно, и определился подбор кислотно-основных групп в активных центрах ферментов. [c.74]

Что касается температурной зависимости скоростей ферментативных реакций, то этот вопрос также достаточно сложен, и здесь встречается ряд дополнительных трудностей по сравнению с обычными каталитическими процессами, поскольку ко всему прочему в этом случае приходится сталкиваться с проблемой термолабильности белковых глобул. От температуры зависят не только константы Михаэлиса и константы скорости распада фермент-субстратных комплексов, но и положение оптимума pH. С температурой изменяется третичная структура фермента, а при повышенных температурах наблюдается тепловая денатурация белковых глобул. При соответствующей постановке экспериментов некоторые из этих факторов можно изучить [c.77]

Ферменты термолабильны. Это означает, что при нагревании они теряют активность. Обычно нагревание до 80° С необратимо разрушает ферменты. Исключение составляют отдельные ферменты, не разрушающиеся при нагревании до 80 и даже 100° С. При низких температурах (ниже нуля) ферменты прекращают свое действие, но не разрушаются. Существует температурный оптимум для действия ферментов. Оптимум действия большинства ферментов животного происхождения находится при 40—50° С. Чувствительность к температуре — характерное свойство ферментов и объясняется их белковой природой. Белки, как известно, при нагревании денатурируются. [c.170]

Обсуждаемый комбинированный подход к модификации белков может быть использован для изменения окружения активного центра ферментов, исследования топологических особенностей белковых молекул и их стабилизации. В частности, с помощью этой группы методов удается манипулировать активностью, специфичностью и рН-оптимумом субтилизина, а также конструировать комбинаторные клонотеки белков, в которых исследуемая полипептидная цепь целенаправленно сканируется остатком ys [44]. [c.306]

Целью конструирования гибридных белков является улучшение свойств, имеющихся у исходных макромолекул, для более производительного их использования в биотехнологии, а также создание белков и ферментов с новыми свойствами. Работы в области гибридных белков, с одной стороны, направлены на изменение кинетических параметров ферментов, их субстратной специфичности, оптимума pH, термостабильности и других биотехнологических параметров. При другом подходе усилия исследователей сосредоточены на создании бифункциональных и многофункциональных белковых молекул, объединяющих в одной полипептидной цепи несколько функционирующих доменов. [c.375]

Реакции между белком и активированным полимером-носителем или сшивающим реагентом в растворе за редким исключением протекают как взаимодействие полифункциональных полимеров. Поскольку ММР конъюгата определяет сроки его циркуляции, степень поглощения клетками печени и некоторые другие свойства, то желательно иметь возможность регулировать этот параметр. Наличие большого числа сшивок может создать препятствия для биодеструкции полимера-носителя декстран быстро гидролизуется глюкозидами, а Сефадекс медленно, сшитые белки медленнее перевариваются в лизосомах. Важнейшую роль играет степень сохранения функциональных свойств белка. При техническом применении иммобилизованных ферментов необходима только экономически оправданная степень сохранения их активности, причем изменения pH оптимума и других характеристик могут быть компенсированы изменением условий ферментативной реакции. Биомедицинское применение полимер-белковых конъюгатов оставляет мало возможностей для подобной компенсации, хотя в последнее время предпринимаются усилия в этом направлении (создание микроокружения белка за счет заряженных функциональных групп полимера-носителя [16]). Заряд конъюгата в целом и полимера-носителя, находящегося на периферии молекулы, оказывают особенно существенное влияние на прохождение конъюгата или его частей через почки известно, что полианионы удерживаются почками сильнее, чем нейтральные макромолекулы тех же размеров [17]. Поликатионы изменяют скорость эндоцитоза [18]. [c.166]

Для скоростей ферментативных реакций характерно наличие температурного оптимума — диапазона температур, при которых скорость ферментативных реакций максимальна. Уменьшение температуры приводит к уменьшению скорости химической реакции за счет уменьшения доли молекул фермента и субстрата с высокой энергией, что соответствует обычной химической кинетике (см. 1.4). Так как ферменты являются белковыми молекулами, то увеличение температуры приводит к их плавлению , а затем и денатурации. Поэтому повышение температуры выше определенных значений вызывает обычно уменьшение скорости ферментативной реакции. [c.187]

Исходя из изложенного, весьма важной задачей является установление количества белков в пище, которое оптимально удовлетворило бы потребность человека в белках, т. е. белкового оптимума. Установление белкового оптимума не мепее сложная задача, чем установление белкового минимума. Ои также не может быть одинаковым для всех людей при всех физиологических состояниях. Имеющиеся данные позволяют полагать, что взрослый человек ежесуточно должен получать с пищей 1,1—1,2 г белка на 1 кг веса тела, т. е. 77—84 г белков при весе в 70 кг. Это количество белков пе оптимум, больше того, оно стагювится недостаточным для женщин в период беременности и лактации. В этом случае оно должно быть увеличено до [c.477]

В организме человека и животных большинство реакций протекает при участии белковых катализаторов — ферментов. С повышением температуры скорость биохимических реакций соответственно возрастает. При высоких же температурах (50—60° С) каталитические свойства ферментов утрачиваются вследствие термоденатурации белка, и скорость реакций резко замедляется. Таким образом для химических процессов, протекающих в организме, выявляется так называемый температурный оптимум , который для теплокровных животных лежит в интервале примерно 36—42° С. [c.103]

Осахаривающая способность амилазы солода, приготовленного из зерна различных культур (гидролиз 2%-ного раствора крахмала при pH 4,9 в течение 15 мин), по данным Хжоища, приведены на рнс. 64. Из него видно, что наряду с различием в осахаривающей способности разные солода имеют неодинаковый температурный оптимум, который у одних солодов (кукурузный, просяной, овсяной) приходится на одну строго определенную температуру, у других (ржаной, пшеничный, ячменный) — на некоторый интервал температур. Для всех солодов, за исключением овсяного, максимальная температура для действия амилазы не превышает 55Х, за ней наступает резкое снижение осахаривающей способности, а при 75—85°С— полное ее прекращение. Это объясняется тепловой денатурацией белковой молекулы фермента и связанной с ней потерей каталитической активности. [c.181]

Влияние температуры на активность ферментов. Согласно закону Ваит-Гоффа скорость химических реакций увеличивается примерно вдвараза при повышении температуры на (О С (коэффициент Q ,). Это прааило справедливо также и для ферментативных реакций, однако только а ограниченной области значений температуры. При повышении температуры свыше 40 — 50 происходит инактивация белкового катализатора из-за тепловой денатурации. Следовательно, ферментативные реакции отличаются от реакций, катализируемых соединениями небелковой природы, наличием температурного оптимума. Причиной быстрого падения активности является высокая величина коэффициента Qio для процесса тепловой денатурации белка. Следует отметить, что ферменты термофильных бактерий имеют весьма высокий температурный оптимум. [c.185]

Активность ферментов проявляется в пределах довольно узкой зоны pH, называемой оптимумом pH. Влияние pH среды на активность фермента обусловлено, по-видимому, тем, что из всех возможных ионных форм, в виде которых существует фермент, каталитической акти1ВНостью обладает только одна форма, которая преобладает в оптимуме pH. Это спра)ведливо только для тех случаев, когда сам субстрат не диссоциирует (крахмал, сахароза и др.). В случае, когда фермент действует на диссоциирующие субстраты (белковые вещества), изменение pH среды влияет одновременно на ионизацию и фермента, и субстрата и при замене одного субстрата другим характер кривой меняется. Оптимум pH для действия амилазы слюны равен 6,8. [c.109]

Трипсин — протеаза, ускоряющая гидролиз белков, находящихся в состоянии амфанионов, с оптимумом активности при pH 8,0. Трипсин —белковое вещество с молекулярным весом- 23 ООО. В панкреатической железе образуется неактивный трипсиноген, который при действии специфического активатора— энтерокиназы, выделяемой слизистой двенадцатиперстной кишки и тонкого отдела кишечника, превращается в трипсин (см. работу 30). Трипсин ускоряет гидролиз пептидных связей белков, альбумоз и пептонов. Многие нативные белки лишь с трудом расщепляются трипсином. Триптический гидролиз таких белков идет значительно быстрее после их денатурации или после предварительного расщепления пепсином. Продуктами триптического гидролиза являются поли- и Дипептиды и аминокислоты. Трипсину свойственно и коагулазное действие. [c.186]

Тканевые протеазы (катепсины). В животных тканях имеется активная протеолитическая система ферментов, сложная по своему составу, которую обычно объединяют под названием тканевых протеаз, или к а -тепсинов. Катепсины представляют собой смесь протеолитических ферментов, наиболее активных в слабокислой среде (оптимум pH 4—5). Под влиянием катепсинов происходит гидролитический распад белковой молекулы на более простые составные части. Различают катепсины I, И, (II и IV, которые по своему действию близки соответственно пепсину, трипсину, аминопептидазе и карбоксинептидазе. [c.326]

Энзимом можно пользоваться и для приготовления алкилхлоро-филлидов из хлорофилла и для обратной реакции синтеза хлорофилла из алкилхлорофиллида (или свободного хлорофиллина) и фитола [68]. Мейер [77] получал препарат хлорофиллазы экстрагированием хлорофилла сухим ацетоном из осадка центрифугированного хлорофилл-белкового комплекса. Остающийся бесцветный материал употреблялся для гидролиза хлорофилла и его производных в буферных растворах водного ацетона при определенном pH. Оптимум оказался при pH 6. Энзим действует одинаково энергично на хлорофилл и на феофитин, но приблизительно в 4 раза медленнее на алломеризованный хлорофилл. Чистый хлорофилл а гидролизуется в 18 раз быстрее, чем чистый хлорофилл Ь. [c.383]

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]

Вероятно, границы жизни обусловлены не столько денатурацп-онными процессами белкового субстрата организмов, сколько инактивацией ферментов. Если проследить зависимость ферментагивнои активности от температуры, то можно установить те же три точки (минимум, оптимум, максимум), какие наблюдаются при изучении жизненных процессов. На рис. 28 приведены кривые действия фермента трипсина у различных животных (данные Коштоянца и Кор-жуева). Как видно из рисунка, оптимум активности достигается при 40°С, после чего фермент начинает инактивироваться и при 65°С разрушается. Подобную же картину дают и все другие ферменты, только оптимум и максимум у каждого из них будет другой — у одних выше, у других ниже, чем у трипсина. [c.89]

Усвоение дрожжами азотистых веществ приводит к уменьшению растворимых форм азота в среде кроме того, часть белковых веществ коагулирует вследствие накопления спирта. С коагуляцией белков связано, по-,зидимому, уменьшение содержания амилазы, о чем можно судить по снижению амилолитической способности бражки даже в тех случаях, когда кислотность и pH сбраживаемой среды не выходят за пределы оптимума для ферментного комплекса солода. [c.274]

Однако имеются различия в энергетическом характере обоих процессов. Для химического окисления углеводородов нужна температура выше 100°С, а микробиологическое окисление осуществляется в интервале 18— 40 °С, при оптимуме 28—32 °С. Этот момент очень важен для практического использования микробиологических процессов при депарафинизации, получении белково-ви-таминных. концентратов и т. д. [c.40]

Нормальная сыворотка млекопитающих, которая активирует действие пергидридазы и уреазы, то то )мозит, то а1 тивирует окислительное действие фенолазы, смотря по тому, лежит ли оптимум окисления взятого вещества при щелочной или кислой реакции. При употреблении буферного раствора или осторожной нейтрализации кислотой исчезает как активирующее, так и тормозящее действие сыворотки. Из этого след т, что применительно к фенолазе речь может итти пе о каких-либо ауксо- или антивеществах, содержащихся в сыворотке, а о свойстве последней связывать ионы водорода и тем изменять характер среды, в которой протекает реакция. При этом новые условия могут быть благоприятны для окисления одних субстратов и неблагоприятны для других. Тот факт, что на действие названных трех ферментов различные белковые вещества оказывают такое иге влияние, как и сыворотка, тоже указывает на то, что здесь мы не имеем дело с какими-либо специфическими ауксовеществами. [c.559]

Температура. Скорость химической реакции повышается в 2-4 раза при повышении температуры на 10 °С. Однако из-за белковой природы фермента повышение температуры приведет к тепловой денатурации молекул фермента. Поэтому оптимум температуры для ферментов растений при 45—50 °С, а для ферментов теплокровных 37 °С. Исключение миокиназа мышц выдерживает температуру 100 °С. [c.65]

Трипсян производит сравнительно неглубокий гидролиз белка. Только /з всех пептидных связей в белковой молекуле расщепляется трипсином. При этом разрушаются пептидные связи в молекулах с освобождением карбоксильных и аминных групп (главным образом аргинина или лизина). Оптимум pH для трипсина 7,3. Под влиянием трипсина в процессе гидролиза белка освобождаются в небольшом количестве и свободные аминокислоты. [c.250]

Гидроксиламин трудно реагирует с обычными белковыми группами, но охотно вступает в реакцию с пиримидиновыми основаниями нуклеиновой кислоты. Оптимум pH для реакции разрыва урацильиого кольца лежит при 9. В нейтральной области, особенно при pH 6, преобладают две реакции с цитозином [287, 4271 прямое замещение аминогруппы гидроксиламином (фиг. 49, реакция а) и присоединение гидроксиламина по 5,6-двойной связи с последующим быстрым замещением аминогруппы гидроксиламином (фиг. 49, реакции б и в). В отношении РНК ВТМ гидроксиламин ведет себя как очень активный мутаген. Объясняется это, но-видимому, включением гидроксиламина в реакцию а [4571, так как продукт этой реакции присутствует преимущественно в таутомерной форме оксима урацила [56, 571. Что касается продуктов с насыщенной двойной связью, то до сих пор еще не известно, приводит ли их присутствие к инактивации нуклеиновой кислоты. [c.197]

Липазы широко распространены в растениях. Каждому виду свойственны определенные липазы, которые различаются по растворимости, оптимуму pH (3,6—8,0) и т. д. Однако в отличие от других ферментов специфичность липаз очень низкая любая липаза может расщеплять любой жир. В растениях липазы содержатся в виде нерастворимого и растворимого ферментов. Нерастворимая липаза (очень тесно связана с белковыми ве-1цествами) находится в семенах клещевины. Она характеризуется обратимостью действия и высокой специфичностью. Ее оптимум pH 3,6. Липазы семян злаков, многих масличных культур являются растворймыми ферментами. В семенах подсолнечника содержатся кислые и щелочные липазы. [c.366]

Свойства растворимых конъюгатов ферментов с полиэлектролитами зависят от свойств полимера-носителя и самого фермента [28]. Это связано с формированием микроокружения белковой глобулы, отличающегося от окружающей среды. Поэтому удачный выбор полиэлектролита позволяет получать стабильные конъюгаты с измененным рН-оптимумом (полианионы сдвигают его в щелочную область, а поликатионы — в кислую). Так, значительная стабилизация формиатдегидрогеназы была достигнута ковалентным связыванием фермента с водорастворимым частично кватернизованным сополимером 4-винилпиридина с акролеином [29]. Существенную роль при этом сыграли электростатические эффекты и способность полимера-носителя связывать ионы тяжелых металлов, защищая тем самым важные для проявления активности сульфгидрильные группы. [c.171]

В основе движения жгутика лежит функционирование белковой системы тубулин-динеин, которая за счет энергии АТР обеспечивает механическое движение этого органа. Периферические микротрубочки жгутика скользят вдоль оси жгутика относительно друг друга и относительно центральной пары трубочек. Длина их при этом не меняется. Скольжение создается последовательным взаимодействием отростков, образованных из динеина, с тубулином соседних трубочек. Последовательное прикрепление, образование мостиков и подтягивание ручек приводит к смещению микротрубочек, подобно актиновым и миозиновым нитям в миофибрилле. Для возникновения мостиков между тубулином и динеином необходим магний. Процесс идет с затратой энергии АТР за счет деятельности строго специфичной к АТР АТРазы динеина, в равной степени активируемой ионами Са " , Мз " ", Мп " , Со " с оптимумами pH [c.393]

После прекращения воздействия возобновление активной жизнедеятельности (переключение клетки из стресса в основное гомеостатическое состояние) сопровождается восстановлением клеточного цикла, синтеза белка и "забыванием" других последствий пребывания в стрессе. При сохранении экстремальных условий адаптация немыслима без выхода клетки из состояния стресса и соответствующей моди] ации белок-липидных мембранных комплексов. Возобновление синтеза белка в новых условиях, по-видимому, приводит к появлению в клетке полипептидов с измененными физико-химическими характеристиками (pH и температурный оптимум, гидрофильность и др.) и изоферментов. Этот факт отмечен при закаливании растений к высоким и низким температурам. Щ)ичем изменения в электрофоретических спектрах растворимых белков отмечают позже, чем возрастет устойчивость растительного организма. Нам представляется, что во время стресса, когда синтез основных белков выключен, в репарации нарушенных белковых структур протоплазмы должен превалировать механизм их ренативации. Для этого в живой клетке существуют специальные ферментные системы (изомеразы белковых ди-суль ов, тиоредоксин) и белки-шапероны, стабилизирующие частично развернутые макромолекулы и препятствующие их необратимым внутри- и межмолекулярным взаимодействиям (ОегМлв, ЗатЬгоок, 1992). [c.121]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология