Ферменты с двойной специфичностью

Известно три основных типа ферментов рестрикции. Рестрицирующие эндонуклеазы (рестриктазы) первого типа узнают определенную последовательность нуклеотидов и разрезают двухцепочечную молекулу ДНК неподалеку от этой последовательности, но само место разреза не строго специфично. Эндонуклеазы рестрикции второго типа узнают определенную последовательность и разрезают двойную спираль в определенной фиксированной точке внутри этой последовательности. Эндонуклеазы рестрикции третьего типа узнают нужную последовательность и разрезают двойную спираль, отступив определенное число нуклеотидных пар от ее конца. Мы в основном сосредоточимся на обсуждении свойств эндонуклеаз второго типа, поскольку именно они позволяют, во-первых, получать препараты ДНК, содержащие фрагменты с одинаковыми последовательностями нуклеотидов и, во-вторых, конструировать химерные молекулы ДНК, состоящие из фрагментов, взятых из разных геномов. [c.267]

Биохимические процессы в клетке контролируются специальными белками -ферментами. Ферменты являются биокатализаторами с очень высокой эффективностью и специфичностью. Они могут увеличивать скорость реакций в 10 и более раз. Очень часто ферменты называют по субстрату с окончанием аза . Так, фермент цел-люлаза катализирует гидролиз целлюлозы. Используются также названия ферментов по катализируемой реакции. Например, гидролазы катализируют гидролиз, дегидрогеназы - отрыв водорода и т.д. В связи с увеличением числа известных ферментов в настоящее время по катализируемым реакциям все ферменты разделены на шесть классов оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы, лиазы, изомеразы и лигазы. Ок-сидоредуктазы катализируют обратимые окислительно-восстановительные реакции, в которых происходит перенос водорода, электронов или гидрид-нонов. Трансферазы переносят группы атомов от одного соединения к другому. Гидролазы катализируют гидролитическое расщепление различных связей (гликозидных, пептидных, эфирных и др.). Лиазы катализируют реакции, в которых происходит расщепление химических связей с образованием двойных связей илн присоединение по двойным связям. Изомеразы воздействуют на процессы изомеризации. Л и газы (син-тетазы) катализируют образование связи между двумя соединениями, используя энергию АТФ и других высокоэнергетических соединений. [c.327]

Из сказанного выше ясно, что двойная специфичность фермента обусловливает и двоякого рода активность во-первых, узнавание субстрата и соединение с ним и, во-вторых, химическое преобразование присоединенного субстрата. Оказывается, эти функции осуществляются разными частями молекулы фермента. Большинство ферментов можно разложить на апофермент и кофермент (рис. 4). В одиночку эти компоненты не способны воздействовать на субстрат только после того, как они объединятся в голофермент (от греческого голос — весь, целый), ферментативная активность восстанавливается. [c.27]

Ферменты играют двойную роль, избирая благодаря своей специфичности один из большого числа реакционных путей и ускоряя выбранную таким образом реакцию. [c.326]

В этой главе рассматривается группа ферментативных процессов, связанных с возникновением и превращениями двойных углерод-углеродных связей в стероидных молекулах. Наиболее изученным пз них является микробиологическое дегидрирование стероидов, поскольку эта реакция широко распространена как одна из начальных стадий полного или частичного расщепления стероидов микроорганизмами. Специфичность микроорганизмов и положения стероидного скелета, в которых протекает эта реакция, рассмотрены в разделе 1, а ее механизм и природа участвующих ферментов — в разделе 3 данной главы. [c.140]

При образовании смешанных комплексов А и В с ферментом специфичность не может увеличиться в результате одновременного связывания двух молекул субстрата. Связывание А дает больший вклад в скорость каталитической стадии, чем присоединение В к некаталитическому центру, однако в смешанном комплексе ЕАВ связывание А повышает активность в такой же степени, как и в двойном комплексе ЕА. [c.334]

Такой необычно широкий спектр биологической активности кверцетина и других флавоноидов реализуется посредством множества различных молекулярных механизмов, которые можно разделить на две группы специфические и неспецифические. К первой группе следует отнести механизмы биологического действия, обусловленные специфическим взаимодействием с активными центрами ферментов или с различными рецепторами. Например, стереоспецифическое взаимодействие с АТФ-связывающими центрами белков-мишеней, которому способствует наличие двойной связи в положении С2-СЗ и катехольной группы в кольце В, по-видимому, обусловливает конкурентное ингибирование флавоноидами различных киназ [80]. В случаях неспецифического ингибирования связывание флавоноидов с ферментами происходит вне активного центра, однако приводит к таким изменениям в пространственной геометрии белковых молекул, которые сильно затрудняют или даже делают невозможным их специфичное взаимодействие с субстратом. Вероятность реализации неспецифических механизмов ингибирования активности ферментов особенно велика у кверцетина, более 98 % которого находится в плазме [c.107]

В основе существующей классификации ферментов лежит их специфичность. Это четко показано в табл. 18, в которой дается ключ к нумерации и классификации, предложенной Комиссиег по ферментам. Лишь в очень редких случаях ферменты обладают двойной специфичностью, и тогда приходится помещать их в двух разных местах таблицы [7 ]. [c.103]

Катаболизм глутамина и глутамата протекает подобно катаболизму аспарагина и аспартата, но с рбразованием а-кетоглутарата—метиленового гомолога оксалоацетата (рис. ЗL2, нижняя часть). В то время как глутамат и аспартат являются субстратами одной и той же трансаминазы, дезамидирование аспарагина и глутамина осуществляется различными ферментами. Ферменты, обладающие двойной специфичностью (глутаминазной и аспарагиназной), обнаружены у некоторых бактерий. [c.319]

Распад гликогена происходит при участии двух ферментов гликогенфосфорила-зы и фермента с двойной специфичностью — 4 4-трансферазы/а-1,6-гликозидазы. [c.262]

Каким образом клеткам удается достичь столь высокой степени точности в выборе нуж ного основания в процессах репликации и транскрипции, а также при спаривании кодона с антикодоном в процессе синтеза белка В ранних работах исследователи часто высказывали мнение, что специфичность спаривания оснований определяется исключительно образованием двух (или соответственно трех) водородных связей и стабилизацией за счет взаимодействия соседних участков спирали. Оказалось, однако, что свободная энергия образования пар оснований мала (гл. 2, разд. Г, 6), а дополнительная свободная энергия, обусловленная связыванием основания с концом уже существующей цепи, не в состоянии обеспечить специфичность спаривания. Исходя из современных энзимологических данных, можно предположить, что важную роль в обеспечении правильности спаривания играет сам фермент. РНК- и ДНК-полимеразы — достаточно крупные молекулы. Следовательно, связывающее место фермента может полностью окружить двойную спираль. Если это так, то нетрудно представить себе, что лроцесс выбора основания может протекать так, как это показано на рис. 15-5. На приведенном рисунке изображено гуаниновое основание матричной цепи молекулы ДНК, расположенное в месте наращивания комплементарной цепи (ДНК или РНК) с З -конца. Для образования правильной пары оснований соответствующий нуклеозидтрифосфат должен быть пристроен до того, как произойдет реакция замещения, в результате которой нуклеотид присоединится к растущей цепи. Предположим, что у фермента есть связывающие места для дезоксирибозного компонента матричного нуклеотида и для сахарного компонента включающегося нуклеозидтрифосфата, причем эти места расположены на строго оцределенном расстоянии друг от друга. Как показано на рис. 15-5, в каждом связывающем [c.212]

Некоторые ферменты обладают почти абсолютной специфичностью по отношению к определенным субстратам и не взаимодействуют даже с очень близкими по строению молекулами. Хорошим примером этого может служить фермент ас-партаза, обнаруживаемый во многих растениях и бактериях. Он катализирует обратимое присоединение аммиака по двойной связи фумаровой кислоты с образованием Ь-аспартата (рис. 9-8). Однако под действием аспартазы аммиак не присоединяется ни к какой другой ненасыщенной кислоте. Аспартаза обладает также строгой специфичностью по отношению к оптическим и геометрическим изомерам она не действует на В-аспартат и не присоединяет аммиак к малеату-геометрическому цис-язоме-ру фумарата. [c.241]

Во всех этих реакциях, которые в конце концов приводят к синтезу белка, принимает уч астие целая армия ферментов. Биосинтез белка начинается с раскручивания двойной спирали ДНК и изготовления ее копии — негатива (образование мРНК — транскрипция ), затем следуют переносы мРНК из клеточного ядра в цитоплазму к рибосомам, активирование аминокислот и присоединение их к растущей полипептидной цепи в соответствии с кодом (перевод 4-буквенной записи оснований в 20-буквенную запись — трансляция). На каждой из этих стадий постоянно активен один белок — фермент, специфично действующий как катализатор. Именно действие одного фермента после раскручивания двойной спирали ДНК обеспечивает, что только одна из двух высвобождающихся цепей копируется в виде мРНК. [c.155]

ЛИПОКСИДАЗА (каротиноксидаза) — фермент, катализирующи окисление нек-рых ненасыщенных жирных к-т (линолевой, линоленовой, арахидоновой) молекулярным кислородом с образованием гидроперекисей этих к-т, к-рые затем распадаются на эпоксиды, альдегиды, кетоны и др. продукты окисления. Действие Л. строго специфично и направлено лишь на ненасыщенные жирные к-ты с двумя или более двойными связями в молекуле, причем эти двойные связи должны быть разделены одной Hj-rpynnofi и иметь цис-конфигурацию. Перекиси, образующиеся в результате действия Л., могут вызывать вторичное окисление нек-рых соединений, не являющихся истинными субстратами Л., в частности полифенолов, р-каротина и др. пигментов. [c.488]

Конечно, совсем по-иному должно обстоять дело с конститутивными ферментами, разлагающими глюкозу. Эта ферментная система работает очень интенсивно, и концентрация ферментов должна здесь постоянно поддерживаться на очень высоком уровне. Тем не менее она не бывает слишком высокой. Возможности регуляции здесь следующие. Во-первых, индуктор и корепрессор могут быть родственны друг другу, т. е. либо индуктор возникает из корепрессора (или наоборот), либо индуктор и корепрессор образуются одновременно, на одной предшествующей стадии. Во-вторых, между индуктором и корепрессором может устанавливаться постоянное количественное соотношение (нечто подобное известно в органической химии), которое как раз таково, чтобы отдача информации опероном все время держалась на постоянном (высоком) уровне. Однако все это, собственно говоря, домыслы, лишенные экспериментального подтверждения. Возможно, в действительности все выглядит совершенно иначе. Но одно кажется совершенно ясным наше разделение ферментов на регулируемые и нерегулируемые (конститутивные) не вполне правильно. Лучше было бы говорить о ферментах, концентрация которых стабильно поддерживается на каком-то постоянном, весьма низком (нанример, ферменты биосинтеза коферментов) или высоком уровне (например, ферменты разложения глюкозы), и о ферментах, концентрация которых может сильно варьировать, т. е. быть очень высокой или нулевой в зависимости от требований (синтез аминокислот — регуляция посредством репрессии распад лактозы — регуляция посредством индукции). Поскольку нам важно, чтобы читатель хорошо усвоил принцип регуляции, попробуем кратко резюмировать все то, что мы рассказали. Итак, регуляция осуществляется посредством репрессоров, имеющих двойную (аллостерия) специфичность во-нервых, в отношении генов-операторов, находящихся в геноме, и, во-вторых, в отношении определенных малых молекул (корепрес-соров или индукторов), находящихся в цитоплазме. К. Брэш в своей книге Классическая и молекулярная генетика так хорошо описал все эти механизмы, что лучше всего привести здесь его собственные слова [c.287]

РНК давала после сплавления и отжига пик, лежавший близко к пику ДНК, но не совпадавший с ним. В том же месте оказывается некоторое количество ДНК, которое обнаруживается по метке Р . Стало быть, промежуточный пик, несупщй двойную радиоактивность Р и С ", относится к гибридам ДНК—ИРНК. Ряд контрольных наблюдений показал, что это явление — специфическое связывание. Простое смешение ДНК фага и ИРНК ничего не давало. Необходим был нагрев и последующий отжиг . Замена ДНК фага Tj на ДНК фага Tj обнаружила нулевой эффект, т. е. показала специфичность связывания обоих полимеров. Хотя средний состав цепей ДНК у обоих фагов близок, все же гибридизации цепей не происходило. Интересно, что ни РНК-аза, ни ДНК-аза, ни оба фермента вместе не способны атаковать двойные гибридные спирали ДНК—ИРНК. Хесин использовал эту особенность для выделения ИРНК фага путем сплавления с гомологической ДНК и последующего гидролиза нуклеиновых кислот обеими нуклеазами. [c.472]

При сравнении химических и ферментативных реакций в области стероидов можно отметить некоторые различия. Прежде всего химическая активация реагирующей связи, т. е. аллильное положение к двойной С=С-связи или вицинальное положение к карбонильной группе, по-видимому, имеет второстепенное значение при микробиологических трансформациях. Поскольку связывание стероида с с >ерментом происходит одновременно в нескольких точках, протекание реакции может в первук> очередь определяться стереохимией всей стероидной молекулы, а не только конкретной реагирующей группировки. Поэтому к оценке специфичности ферментативных реакций лишь в очень немногих случаях можно подойти с обычными химическими критериями. Те положения стероидного скелета, которые являются наиболее реакционноспособными для атаки химических реагентов, могут быть недоступны для атаки фермента и наоборот. [c.28]

Следует обратить внимание читателей на те основные тенденции развития иммуноферментного анализа, которые прослеживаются в представленной книге сокращение времени анализа и упрощение методик благодаря переходу к гомогенным методам анализа применение двойных меток (два фермента, фермент и якорная группа и т. д.), которые повышают специфичность детектирования ферментной метки использование моноклональных антител и множественный антигенный анализ для повышения специфичности иммунохимической стадии детектирования. Принципиально новым является создание методов иммунохроматографии, в которых концентрация вещества определяется не по активности ферментного конъюгата, а по его хроматографической подвижности. [c.6]

Высокая специфичность ферментов не ограничивается химическим составом реагентов, а относится к их пространственному строению. Характерно, что ферменты могут действовать только на один из стереоизомеров. Фумаратгидратаза осуществляет присоединение молекулы воды по двойной связи фумаровой кислоты, но не по двойной [c.65]

Протеазы специфичны не только к конфигурации асимметрического центра, но и к геометрии пептидной связи или двойной связи в субстрате. Так, было показано [1896,2033,2034], что пролидаза и другие пролинспецифичные ферменты спосоОны расщеплять только транс-форму амидной связи. [c.188]

У облигатно анаэробных и некоторых аэробных прокариот функционирует иной механизм образования двойных связей. Он заключается в том, что последние вводятся в молекулу кислоты на ранней стадии ее синтеза в результате реакции дегидратации. Последовательность реакций включает образование АПБ-производного р-окси-кислоты со средней длиной цепи, затем дегидратацию и последующее удлинение углеродной цепи молекулы, катализируемые ферментным комплексом. Одним из компонентов этого комплекса является дегид-ратаза, катализирующая этап дегидратации. Фермент проявляет высокую степень специфичности к длине цепи дегидратируемого АПБ-производного оксикислоты. У Е. oli имеется несколько различных ацил-АПБ-дегидратаз, одна из которых наиболее активна по отношению к АПБ-производному Сю-оксикислоты. [c.75]

Ионы двухвалентных металлов. Концентрация ионов Mg2+ должна превышать концентрацию дезоксирибонуклеозидтрифо-сфатов (сЮТРз) в реакционной смеси на 0,5-3,0 мМ. Такой избыток необходим потому, что основным источником фосфатных групп во время ПЦР являются сЮТРз, а ионы Mg2+ образуют с ними растворимый комплекс. В то же время ионы взаимодействуют еще и с матричной ДНК, праймерами, самой ДНК-полимеразой и являются абсолютно необходимыми для функционирования любых ферментов матричного синтеза нуклеиновых кислот. Их концентрация влияет на процесс отжига праймеров, температуру плавления двойной спирали нуклеиновых кислот, активность и точность функционирования ДНК-полимеразы. В этой связи, требуется точное определение оптимальной концентрации ионов Mg2+ в реакционной смеси для каждого нового сочетания праймеров и матрицы. В общем, повышение концентрации ионов Mg2+ выше оптимальной уменьшает специфичность ПЦР, что часто сопровождается образованием шмира . [c.201]

Анализировать огромные молекулы ДНК в том виде, в котором они существуют в клетке, невозможно. Поэтому прежде их необходимо разделить на части, обработать разнообразными ре-стриктазами — бактериальными эндонуклеазами. Эти ферменты способны разрезать двойную спираль ДНК, причем места разрыва строго специфичны для данного образца. Расщепление ДНК рестриктазами дает характерный набор фрагментов (4-6 пар оснований), отличающихся по длине. [c.36]

Прогестерон синтезируется из прегненолона в две стадии. 3-гидроксигруппа прегнено-лона окисляется в 3-оксогруппу, а А -двойная связь изомеризуется в А -двойную связь. Кортизол, основной глю-кокортикоид, синтезируется из прогестерона путем гидроксилирования атомов С-17, С-21 и С-11 С-17 должен бьггь гидроксилирован раньше С-21, а реакция гидроксилирования С-11 может происходить на любом этапе. Ферменты, катализирующие эти реакции, весьма специфичны, как показывают некоторые наследственные нарушения метаболизма стероидов. Начальная стадия син- [c.223]

В течение нескольких последних лет советский ученый Л. А. Блюменфельд вел работы по изучению ферментов методом парамагнитного резонанса. Оказалось, что в ходе реакции окисления субстрата на белке фермента при исследовании системы парамагнитным методом обнаруживаются интенсивные сигналы, вид которых указывает на наличие неспареняых делокализованных электронов. Такое явление имеет место лишь в ходе реакции. Когда субстрата нет и реакция не идет, сигнал отсутствует. Денатурация белка, т. е. разрыв водородных связей, также ликвидирует сигнал. Наличие делокализованных неспаренных электронов привело Л. А. Блюменфельда к мысли, что пептидные связи, чередующиеся с водородными связями, дают сопряженную систему связей, вдоль которых неспаренный электрон может свободно перемещаться. Этот электрон фермент получает от субстрата вследствие близости уровней энергии в адсорбированной молекуле субстрата и белка. Все нижние уровни белка заняты, и потому электрон не может перейти на нинший уровень белка. Таким образом, делока-лизованный неспаренный электрон делает всю огромную молекулу белка как бы свободным радикалом, способным реагировать с акцептором. Поэтому для реакции между субстратом и акцептором нет надобности в непосредственном контакте между ними, надо только, чтобы они оказались на время связанными с большой макромолекулой белка фермента. Этим и объясняются, по-видимому, огромные предэкспоненты в выражениях для скоростей ферментативных реакций. Весьма возможно, что такого рода эффекты, но менее сильные и специфичные, определяют в некоторых случаях и активность обычных катализаторов. Эти опыты и соображения натолкнули нас еще в 1957 г. на мысль организовать в лаборатории анизотропных структур исследование проблемы синтеза новых полимеров с чередующимися ординарными и двойными связями, полагая, что таким образом нам удастся создать полимеры, обладающие полупроводниковыми свойствами и способными к специфическому катализу окислительно-восстановительных [c.20]

Смотреть страницы где упоминается термин Ферменты с двойной специфичностью: [c.513] [c.208] [c.9] [c.111] [c.397] [c.35] [c.143] [c.292] [c.424] [c.450] [c.267] [c.489] [c.423] [c.133] [c.353] [c.56] [c.327] [c.51] [c.30] [c.327]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология