Белки, биосинтез, значение

Строение белка. Познание строения белка — одна из актуальных проблем современности. На ее решении сосредоточены совместные усилия специалистов различных отраслей знания биологии, химии, физики и математики. Проблема познания структуры белка по значению может быть поставлена в один ряд с проблемой использования внутриатомной энергии. К исследованию строения белка и механизма его биосинтеза широко привлечены методы физико-математического эксперимента, а также синтетические методы органической химии. [c.278]

Сопряженные реакции имеют огромное значение в биологии. Биосинтез белков и нуклеиновых кислот в клетке идет с увеличением изобарного потенциала потому, что сопряженно с синтезом происходит гидролиз одной из пирофосфатных связей молекулы аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), который сопровождается, наоборот, уменьшением изобарного потенциала. В свою очередь образование АТФ приводит к росту АО и идет как сопряженная реакция с процессами окисления. [c.50]

Нуклеопротеиды имеют важнейшее биологическое значение. Деление клеток, биосинтез белка, передача наследственности тесно связаны с нуклеопротеидами и их составными частями — нуклеиновыми кислотами и нуклеотидами. Ведущая роль в этих проявлениях принадлежит нуклеиновым кислотам. [c.429]

Непременным компонентом любой живой клетки наряду с белками являются также нуклеиновые кислоты, имеющие важнейшее биологическое значение. С ними тесно связаны деление клеток, биосинтез белка, передача наследственной информации. [c.635]

Так, хорошо известно, например, что распад углеводов в животном организме (гликолиз) протекает через сложную последовательность реакций, в которой промежуточное образование фосфорных эфиров и их превращения играют центральную роль. Далее, некоторые фосфаты сахаров входят в фер(Ментные системы. Наконец, едва ли не самыми важными природными продуктами исключительного биологического значения, представляющими собою сложные эфиры углевода, являются нуклеиновые кислоты, роль которых в биосинтезе белка и передаче наследственных признаков общеизвестна. [c.77]

Быстро возрастающий интерес к этой проблеме, помимо ее фундаментального значения, связан с тем, что лишь с недавнего времени промежуточные стадии биосинтеза белка стали доступны для химического изучения. Так, недавно было обнаружено, что системы, активирующие внедрение аминокислот, меченных С , в белок, могут быть разделены центрифугированием на две основные фракции — микросомы и растворимые энзимы. [c.263]

Важное значение сопряженные реакции имеют в биологии. Биосинтез белков и нуклеиновых кислот в живых организмах [c.59]

Одним из наиболее интересных и обнадеживающих результатов априорного расчета двух низкомолекулярных белков явилось совпадение почти с экспериментальной точностью значений двугранных углов ф, у, и и X (или координат атомов), рассчитанных и найденных опытным путем Безусловно, это достойный и эффективный финал длительного исследования. Допуская достаточность и справедливость всех положений использованной структурной теории, применимость для белков механической модели и эффективность разработанного для пептидов расчетного метода, трудно было все-таки надеяться на количественную близость теоретических и экспериментальных данных. Предполагалось, что на окончательных результатах существенным образом скажется ряд условностей в описании невалентных взаимодействий, в учете влияния среды и, по-видимому, главное, параметризации эмпирических функций. Неизбежным, особенно вначале, представлялось быстро прогрессирующее с увеличением длины цепи накопление ошибок, которое в конечном счете должно было сделать расчет природных полипептидов (даже при правильности всех исходных теоретических посылок) малоперспективным, подобно тому, как пока еще оказывается малоэффективным синтез белков на основе методов органической химии по сравнению с биосинтезом и методами генной инженерии. Почему же этого не произошло в расчете пространственных структур двух рассмотренных белков Случайно ли получено [c.468]

Физиологическое значение нуклеиновых кислот огромно они содержатся во всех клетках как в свободном, так и в связанном с белками состоянии многие вирусы почти полностью состоят из нуклеотидов. Именно нуклеиновые кислоты управляют биосинтезом протеинов из аминокислот. ДНК служат хранителями и источниками генетической информации (генетического кода) и способны к точному копированию (воссозданию) самих себя. В ДНК заложена своего рода программа для синтеза различных РНК, которые, в свою очередь, служат матрицами для синтеза белков. [c.552]

В работе [15] был предложен полуколичественный метод оценки препаратов. Кинетическое изучение процесса биосинтеза белка позволяет в этом случае лишь точно установить значение стационарной концентрации меченых белков в клетках и тем самым строго оценить степень подавления процесса биосинтеза. [c.542]

Значение РНК для синтеза белков доказывается следующим опытом. Если разрушить бактериальные клетки ультразвуком и удалить из полученной бесклеточной взвеси нуклеиновые кислоты, то синтез белков, несмотря на наличие аминокислот, не происходит. Добавление к этой взвеси РНК восстанавливает синтез белков. Установлено, что в биосинтезе белка участвуют рибонуклеиновые кислоты трех типов 1) РНК—переносчик аминокислот 2) рибосомная РНК 3) информационная РНК (и-РНК). РНК-переносчик представляет собой относительно короткую цепь, содержащую 50—100 нуклеотидов. Находясь в клетках в растворенном состоянии, она способна присоединять к себе аминокислоты и доставлять их к месту, где происходит синтез белков. Для каждой из 20 аминокислот имеется особый вид РНК-переносчика. [c.123]

Это изотактические (а), синдиотактические (б) и атактические формы (в) 0 всеми переходами от строгого повторения одной и той же ориентации через правильное чередование противоположно ориентированных радикалов к полному беспорядку. Число вариантов быстро увеличивается с переходом к сополимеризации двух, трех и более разных мономеров. Между тем в живых организмах белковые полимеры содержат одновременно до двадцати видов мономерных звеньев, принадлежащих разным аминокислотам. Даже одна лишь расшифровка последовательности расположения этих аминокислот представляет труднейшую задачу, а возможное число сочетаний здесь необычно велико. Это является основой индивидуализации белкового строения не только видов, но и отдельных особей. В живом организме строго регулярный синтез индивидуальных белков и нуклеиновых кислот обеспечивается серией строго коррелированных каталитических процессов. В полимеризации и сополимеризации, проводимой в лабораториях и в промышленности, также достигнуты результаты, хотя сильно уступающие биосинтезу полимеров, но имеющие выдающееся практическое значение. Действительно, отыскание удачного катализатора и правильный выбор условий позволяют из одних и тех же мономерных кирпичиков строить различные полимерные структуры. Рассмотрим некоторые особенности этих процессов, несмотря на то, что методы газовой хроматографии пока мало применялись к изучению стереорегулярной полимеризации. [c.45]

Практическое значение биосинтеза белка для медицины [c.231]

Нуклеиновые кислоты играют очень важную роль в жизнедеятельности организмов и наряду с белками определяют главнейшие звенья обмена вешеств, явления роста и размножения организмов. В связи с такой важной ролью их в живых организмах огромное значение приобретает выяснение обмена самих нуклеиновых кислот, путей их биосинтеза и распада. [c.265]

Процессы распада белков имеют не меньшее значение в жизнедеятельности организмов, чем процессы их биосинтеза. [c.299]

Исключительно важное значение этой группы соединений стало особенно ясным в последние годы. Так, нуклеиновые кислоты, необходимые для биосинтеза белков и для передачи наследственных свойств (с. 410), построены из производных углеводов — нуклеотидов. Многие углеводы играют важную роль в процессах, препятствующих свертыванию крови, проникновению болезнетворных микроорганизмов в макроорганизмы, в явлениях иммунитета и т. д. Производные углеводов имеют большое значение в процессе фотосинтеза. [c.329]

Другие природные макромолекулярные соединения — нуклеиновые кислоты (сокращенно НК) — имеют огромное биологическое значение. Они осуществляют перенос генетической информации в живых существах от одного поколения к другому посредством управления точным ходом биосинтеза белков в клетках протеосинтеза). С химической точки зрения НК являются полинуклеотидами (разд. 7.5.1.2). [c.216]

Огромное значение для молекулярной биологии последнего десятилетия имеет развитие генетической инженерии (возникшей в 1972—1973 гг. П. Берг, П. Лобан, С. Коэн и Г. Бойер) и методов работы с рекомбинантными ДНК в сочетании с методами химического синтеза крупных фрагментов ДНК. В результате сделались доступными для исследования индивидуальные гены и регуляторные генетические элементы, было стимулировано изучение ферментов биосинтеза и обмена нуклеиновых кислот. Благодаря этому после 1977 г. были обнаружены мозаичное (экзон-интронное) строение генов, явление сплайсинга и ферментативной активности у РНК, усилители ( энхансеры ) экспрессии генов, многие регуляторные белки, онкогены и онкобелки, мобильные генетические элементы. Возникла белковая инженерия, которая позволяет получать новые, не существующие в природе белки. Молекулярная биология начала оказывать существенное влияние на развитие биотехнологии, медицины и сельского хозяйства. [c.9]

Дефицит витамина К или введение в организм его антагонистов (напр., дикумарина) приводит к снижению или полному подавлению зависимой от этого витамина р-ции карбоксилирования остатков глутаминовой к-ты. В результате образуются неполноценные белки П.к. и снижается свертываемость крови. В белках П. к., за исключением протромбина, обнаружена мало распространенная в живых организмах Р-гндрокснаспарагиновая к-та, функцион. значение к-рой не выяснено. Известна первичная структура белков П. к., а также вьщелены гены, кодирующие их биосинтез. [c.129]

Особое значение имеет антивирусное действие интерферонов, на котором основан главный защитный механизм у человека и животных, действующий против многочисленных вирусных возбудителей. После проникновения вируса в клетку активируется в нормальном состоянии неактивный ген интерферона клетки. Следует перенос информации на мРНК и инициация ри-босомного биосинтеза белка в цитоплазме. После завершения синтеза присоединяется углеводный компонент и полная молекула интерферона секре-тируется клеткой. Взаимодействием со специфическим рецептором на поверхности клетки интерферон индуцирует образование внутриклеточных ферментов, которые препятствуют копированию вирусной информации, т. е. блокируя синтез вирусных белков, прерывают цепь инфекционного процесса. [c.430]

Молекулярная биология занимает -особое место в развитии науки второй половины XX в. Именно ее рождение и последующий бурный рост выдвинули биологию в целом в ряды самых передовых и популярных наук, а XX в. стали иногда называть веком биологии . Возникнув как отрасль биохимии, молекулярная биология получила мощное развитие благодаря внедрению в нее вдей и методов генетики и физики. Открытый и сформулированный в 1953 г. принцип комплементарности в нуклеиновых кислотах, объяснив особенности структуры этих макромолекуляр-ных соединений и обладая предсказательной силой в отношении их функций, лег в основу нового направления науки. Огромное научное и методологическое значение молекулярной биологии состояло в том, что наиболее фундаментальное и таинственное свойство живой материи — воспроизведение себе подобного — оказалось возможным объяснить на молекулярном уровне. Молекулярная структура вещества, в котором записана (закодирована) генетическая информация, механизмы воспроизведения генетической информации в поколениях клеток и организмов и механизмы реализации генетической информации через биосинтез белков —вот три направления, по которым развивалась эта наука и где были сделаны решающие успехи. Кроме того, структура и механизмы функционирования белков стали также предметом молекулярной биологии. [c.3]

Начиная со сквалена, все промежуточные продукты биосинтеза холестерина (включая и холестерин) нерастворимы в водной среде. Поэтому они участвуют в конечных реакциях биосинтеза холестерина, будучи связанными со стеринпереносящими белками (СПБ). Это обеспечивает их растворимость в цитозоле клетки и протекание соответствующих реакций. Данный факт имеет важное значение и для вхождения холестерина в клеточные мембраны, окисления в желчные кислоты, превращения в стероидные гормоны. Как отмечалось, реакцией, регулирующей скорость биосинтеза холестерина в целом, является восстановление 3-гидрокси- 3-метилглутарил-КоА в мевалоновую кислоту, катализируемое ГМГ-КоА-редуктазой. Данный фермент испытывает регуляторное воздействие ряда [c.402]

Межнуклеиновое и нуклеиново-белковое молекулярное узнавание. Нуклеиново-белковое взаимодействие имеет важнейшее значение для регуляции биосинтеза белка, для регуляции действия генов. [c.221]

В результате таких реакций, происходящих с. каждой из. 20 аминокислот, входящих в состав белков, аминокислоты оказываются рассортированными по соответствующим тРНК. Это имеет кардинальное значение для последующего отбора аминокислот при биосинтезе белка на рибосомах, поскольку кодоны, расположенные вдоль информационной РНК и программирующие последовательность присоединения аминокислот к растущей полипептидной цепи, опознают не аминокислотные остатки, а связанные с ними тРНК. Подробнее этот вопрос рассматривается в 5.6. [c.150]

Токсическое действие. М. является необходимым микроэлементом для живого организма. Обнаруживается он в составе многих белков, ДНК, гепарина и более чем в ста жизненно важных ферментных системах организма. Он либо входит в состав комплекса ферментов (например, пируватдекарбоксилазы, супероксиддисмутазы), либо является активатором многих ферментов, либо может замещать другие металлы, в частности магний, в клеточных ферментных реакциях. Этим обусловлено его участие в различных видах обмена он необходим для формирования соединительной ткани и костей, роста организма, эмбрионального развития внутреннего уха, репродуктивной функции, функции центральной нервной системы и эндокринных желез. Дефицит М. у человека маловероятен. На крысах показано, что недостаточность М. не сопровождается снижением его содержания в цельной крови, но в лимфоцитах л ряде тканей уровень М. падает. Считается, что микроэлементу присущи степени окисления +3 и +2. Избыточное поступление М. может служить причиной развития как острой, так и хронической интоксикации. М. является политропным ядом, поражая многие органы и системы. Однако специфическим для М. является нейротоксическое действие. Он поражает центральную нервную систему, где вызывает органические изменения экстрапирамидного характера, в тяжелых случаях — паркинсонизм. Угнетение биосинтеза катехоламинов связывают с влиянием М. на окислительные ферменты, локализованные на митохондриях, где имеет место накопление М. Избирательное накопление М. в головном мозге считают основным детерминрфующим фактором психоневрологической симптоматики хронического отравления М. Нарушение в биосинтезе катехоламинов оказывает влияние на поведение и изменения со стороны психики, которые имеют место при хроническом марганцевом отравлении. Но М. является и политропным ядом, поражающим, помимо нервной системы, легкие, сердечно-сосудистую и гепатобилиарную системы, оказывает влияние на эритропоэз, эмбрио- и сперматогенез, вызывает аллергический и мутагенный эффекты. В токсическом действии соединений М. основное значение принадлежит металлу, анион изменяет этот эффект несущественно. [c.464]

При получении некоторых меченых органических веществ, имеющих большое значение для химических, биохимических и биологических исследований, значительную роль играет метод биосинтеза. В этом случае используется способность низших организмов осуществлять весьма разнообразные и сложные синтезы [96, 97]. Метод биосинтеза иногда, оказывается более доступным, чем химический синтез, а получение радиоактивных белков, нуклеино- вых кислот и некоторых других биополимеров вообще возможно только с помощью этого метода. [c.56]

Большинство реакций в живых организмах регулируется и направляется особыми белками-катализаторами, которые называются ферментами. Это очень большие и сложно устроенные молекулы. Для успешной работы многих ферментов необходимы более простые соединения, например витамины. Такие соединения называются коферментам . Для биосинтеза жирных кислот большое значение имеет так называемый кофермепт А, который обозначают обычно как КоА или Н8КоА (так как на конце его молекулы есть группа —8Н) [c.123]

Однако значение углеводов далеко не исчерпывается их ролью как главных веществ при создании органических соединений в процессе фотосинтеза, как важных пищевых веществ и сырья для многих видов промышленности. Как было показано в последние годы, передача наследственных признаков, а также биосинтез белка — химической основы г изни — происходят при участии так называемых нуклеиновых кислот (см. том II). Структурными компонентами последних являются мононуклеотиды — производные углеводов. Лабильность углеводных компонентов как раз и создает большие трудности при выделении и синтезе нуклеотидов. [c.622]

Яйцо амфибий-это сравнительно крупная клетка (около 1 мм в диаметре), одетая прозрачной капсулой-яйцевой оболочкой. Большая часть клетки ззг полнена желточными пластинками, состоящими в основном из белка и липв-дов. Желток сконцентрирован в нижней половине яйца вблизи так называемого вегетаптного полюса противоположный участок яйца называют ашмальмым полюсом. Вскоре после оплодотворения начинаются первые дeл ния дробления, и в результате повторных митозов из одной крупной яйц клетки образуется множество более мелких клеток-бластомеров, но общая масса эмбриона при этом не изменяется. Первые деления очень быстро л дуют друг за другом, и в этот период длительность клеточного цикла составляет около 30 мин такой темп дробления обеспечивают запасы РНК, белков, мембран и других материалов, накопленные во время созревания яйщ в материнском организме. Только биосинтез ДНК имеет теперь жизненно важное значение, и ее необычайно быстрая репликация становится возможно благодаря огромному числу точек, в которых начинается этот процесс (см. разд. 11.4.5). [c.54]

Многие смешанные ангидриды имеют важное биологическое значение поскольку ангидридная связь содержит большой запас энергии, образование подобных ангидридов часто активирует молекулу. Так, например, аминокислоты, прежде чем принять участие в биосинтезе белков, активируются путем превращения в аминоациладенила-ты, в которых аминокислоты и адениловая кислота соединены по типу смешанного ангидрида [c.216]

Значение мононуклеотидов исключительно велико. Во-первых, мононуклеотиды, особенно нуклеозидполифосфаты, являются коэнзи-мами многих биохимических реакций они участвуют в биосинтезе белков, углеводов, жиров и других веществ. Большая роль их связана с наличием запаса энергии, аккумулированной в их полифосфатных связях. Известно также, что по крайней мере некоторые нуклеозидполифосфаты в ничтожных концентрациях оказывают действие на сложные функции, например деятельность сердца. Во-вторых, мононуклеотиды являются структурными компонентами нуклеиновых кислот— высокомолекулярных соединений, определяющих синтез белков и передачу наследственных признаков (они изучаются в биохимии). [c.403]

Многие биологически важные соединения представлены нуклеотидами [48, 58]. К ним относятся коферменты, например нико-тинамиднуклеотиды, флавинадениндинуклеотид и кофермент А, являющиеся сложными производными АМФ. Коферменты ури-диннуклеотидного строения [29] принимают участие в превращениях сахаров, ЦТФ имеет значение при биосинтезе фосфолипидов [30], а ГТФ участвует в биосинтезе белков (стр. 267) и аденина (стр. 176). [c.25]

Добавление некоторого ограниченного числа нуклеотидных единиц к концу молекулы имеющегося полирибонуклеотида не может рассматриваться как полинуклеотидный синтез. Тем не менее эта реакция близка к нему, имеет большое значение и хорошо сейчас изучена. В 1956 г. было показано, что в присутствии фосфорилирующей системы Р -аденозин-5 -мопофосфат целиком включается в РНК в цитоплазме печени крыс [149]. После гидролиза диэстеразой змеиного яда был получен меченый 5 -АМФ, а после щелочного гидролиза — меченые цитидип-2 - и цитидин-З -монофосфаты. Это говорит о том, что в РНК АМФ преимущественно присоединяется к ЦМФ. Подобные наблюдения на различных биологических объектах были проведены многими исследователями. Эти данные наряду с данными о том, что основная часть включенного аденина освобождается после щелочного гидролиза в виде нуклеозида, свидетельствуют о том, что АМФ присоединяется к концу цепи РНК. На важность этих наблюдений впервые обратили внимание Замечник, Хоглэнд и их сотрудники [150—152] в Бостоне, работавшие с растворимой, т. е. транспортной, РНК (s-PHK) цитоплазмы печени крысы. s-PHK отличается от РНК рибосом или микросом своеобразной способностью акцептировать нуклеотиды, присоединяясь к ним своей концевой группой, Такое присоединение нуклеотидов к концу цепи РНК обязательно предшествует прикреплению аминокислот в процессе биосинтеза белка. Все s-PHK из тканей животных, дрожжей и бактерий ведут себя в этом отношении одинаково. [c.251]

Нуклеиновые кислоты имеют первостепенное значение в биосинтезе белка. На основании имеющихся данных строение дезоксирибонуклеиновой кислоты, повидимому, определяет специфичность синтеза рибонуклеиновой кислоты на поверхности последней при участии ряда энзимов и кофакторов в соответствии с ее структурой располагаются в определенной последовательности активированные аминокислоты, которые затем соединяются друг с другом кислотноамидными (пептидными) связями в полипептидную цепь. Такое формирование полипептидной цепи на частице рибонуклеиновой кислоты, имеющей определенную структуру, приводит к образованию специфической белковой молекулы, как бы отлитой на рибонуклеиновой модели. [c.328]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология