Аминокислотная последовательность белков

Итак, информация для аминокислотной последовательности белков закодирована в виде нуклеотидной последовательности соответствующих матричных РНК. Триплетный кодон матрицы должен однозначно детерминировать определенную аминокислоту. Между тем, явного стерического соответствия структур аминокислот и соответствующих им кодонов не наблюдается, т. е. кодоны вроде бы никак не могут служить прямыми матричными поверхностями для аминокислот. Отсюда в 1955 г. Ф. Крик предложил свою адапторную гипотезу , где он постулировал существование специальных малых адапторных РНК и специальных ферментов, ковалентно присоединяющих аминокислотные остатки к этим РНК. Согласно гипотезе, каждой аминокислоте соответствует свой вид адапторной РНК и свой фермент, присоединяющий только данную аминокислоту к данному адаптеру. С другой стороны, адапторная РНК имеет нуклеотидный триплет (впоследствии названный антикодоном), комплементарный соответствующему кодону матричной РНК Таким образом, узнавание кодона аминокислотой не является непосредственным, а осуществляется через систему адапторная РНК — фермент специфический фермент узнает одновременно аминокислоту и определенную адапторную молекулу, так что они оказываются соединенными в свою очередь, адаптер (с навешенной аминокислотой) узнает определенный кодон матричной РНК, так что присоединенная аминокислота становится приписанной именно данному кодону. В дополнение к решению проблемы узнавания, предложенный механизм предполагал также энергетическое обеспечение полимеризации аминокислот за счет химических связей, образованных между аминокислотными остатками и адапторными молекулами. [c.28]

Пиримидиновые и пуриновые основания являются элементарными кирпичиками, из которых строятся важнейшие после белков и целлюлозы биополимеры — нуклеиновые кислоты, те живые печатные станки (матрицы), на которых формируются белки в живой клетке, точно повторяющие аминокислотную последовательность белка кавдого живого индивида (подробнее о биологической роли нуклеиновых кислот, их структуре и функциях будет сказано в последнем разделе) [c.707]

Установление аминокислотной последовательности по соответствующей нуклеотидной последовательности. В первой строке показан сегмент аминокислотной последовательности белка оболочки вируса табачной мозаики, а в третьей — соответствующая последовательность РНК [И]. [c.19]

В целях выявления характеристик для идентификации структурно-функциональных детерминант с наибольшей информационной значимостью, используется описанная программа-генератор, которая формирует две выборки характеристик х. Одна выборка (Х ) вычисляется для участков аминокислотных последовательностей белков данного семейства, содержащих исследуемую структурно-функциональную детерминанту. Вторая выборка Х вычисляется для участков случайно отобранных аминокислотных последовательностей из банка данных pif i 7), не принадлежащих к данному семейству. Анализ этих двух выборок [c.252]

Пря М. со сдвигом рамки, начиная с кодона (см. Генетический код), в к-ром потерян или приобретен нуклеотид, вся послед, аминокислотная последовательность белка при трансляции полностью меняется, что приводит к полному выключению ф-ции фермента. [c.154]

Развитый в работах Ф. Коэна, М. Стернберга и соавт. [156-158, 168, 169, 171] подход не опирается на общую физическую теорию и единый метод расчета, устанавливающие логические и количественные связи между аминокислотной последовательностью белка и координатами атомов нативной конформации молекулы. Каждая стадия комбинированного подхода следует своим эмпирическим правилам, корреляционным соотношениям, предсказательным алгоритмам и методологическим приемам. Объединяющим (скорее, отягощающим) все его составные части началом служит традиционное, сложившееся еще в 1950-е годы, представление о пространственной организации белковой глобулы в виде ансамбля регулярных вторичных структур (концепция Полинга и Кори) с внутренним гидрофобным ядром и внешней гидрофильной оболочкой (концепция Козмана). Несмотря на отсутствие заметного прогресса и разочаровывающие результаты предсказаний, стремление решить проблему пространственной организации белков на основе эмпирического подхода не ослабевает ни в 1980-е, ни в 1990-е годы [107. Гл. 6, 7]. Оставаясь на тех же идейных позициях, работы последнего десятилетия приобретают большее разнообразие. [c.510]

На сегодняшний день известны структуры более 70 белков. С практической точки зрения эти структуры могут быть использованы биохимиками и фармакологами в качестве моделей при постановке и интерпретации их экспериментов. Цель данной книги — рассмотреть некоторые общие закономерности, которые следуют из анализа и сопоставления известных белковых структур. Эти закономерности необходимы для понимания взаимосвязи между информацией об аминокислотной последовательности белка, хранящейся в ДНК, и его функцией в организме. Кроме того, знание основ облегчит и более широкое использование трехмерных структур белков в научных и практических целях. Сама возможность сформулировать общие для всех белков структурные принципы свидетельствует о существовании однотипного механизма пространственной организации белковых молекул, несмотря на все разнообразие их функций. Для биологической медицины это могло бы означать, что глубокое понимание физиологических и патологических процессов на молекулярном уровне — не утопия и что вполне возможно строго целенаправленное влияние на эти процессы. [c.8]

Необходимость в химическом синтезе нуклеотидной последовательности, кодирующей какой-то конкретный белок, может возникнуть тогда, когда клонирование соответствующего гена затруднено. При этом нуклеотидную последовательность гена находят из данных об аминокислотной последовательности белка. К химическому синтезу прибегают и тогда, когда кодоны, из которых состоит данный ген, плохо считываются организмом-хозяином, и уровень трансляции оказывается очень низким. В таком случае можно синтезировать ген с таким набором кодонов (оптимизация кодонов), при котором аминокислотная последовательность кодируемого белка остается прежней, а кодоны считываются хозяйским организмом более эффективно. [c.86]

Определение нуклеотидной последовательности ДНК может стать мощным методом определения аминокислотной последовательности белков. Генетический код является вырожденным в том смысле, что большая часть аминокислот описывается более чем одним кодоном. Поэтому нельзя установить нуклеотидную последовательность по коллинеарной аминокислотной последовательности. Однако удается извлечь информацию о неизвестной аминокислотной последовательности белка, анализируя исходную нуклеотидную последовательность. Реализация этого косвенного метода наталкивается на серьезное препятствие экспериментальные ошибки, отвечающие делециям н вставкам отдельных нуклеотидов в полинуклеотидной последовательности, настолько нарушают порядок нуклеотидных триплетов, что правильное определение аминокислот оказывается пока не возможным. [c.18]

До сих пор не раскрыты в деталях молекулярные механизмы передачи генетической информации, закодированной в нуклеотидной последовательности ДНК. Различают три основных этапа реализации генетической информации. На первом этапе-этапе репликации происходит образование дочерних молекул ДНК, первичная структура которых идентична родительской ДНК (копирование ДНК). Репликация ДНК является ключевой функцией делящейся клетки и частью таких биологических процессов, как рекомбинация, транспозиция и репарация. На втором этапе, названном транскрипцией, генетическая информация, записанная в первичной структуре ДНК, переписывается в нуклеотидную последовательность РНК (синтез молекулы РНК на матрице ДНК). На третьем этапе-этапе трансляции генетическая информация, содержащаяся уже в нуклеотидной последовательности молекулы РНК, переводится в аминокислотную последовательность белка. Далее представлены основные итоги исследований и наши представления о биосинтезе полимерных молекул ДНК, РНК и белка, полученные к середине 1996 г. [c.478]

Б. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ АНАЛИЗА АМИНОКИСЛОТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ БЕЛКОВ [c.31]

Для расшифровки аминокислотной последовательности белков и полипептидов, как и для любого другого структурного анализа, к объектам исследования предъявляется ряд требований. Подлежащий анализу материал должен быть однородным, а его основные физические параметры и прежде всего молекулярный вес и точный аминокислотный состав должны быть известны. Выполнение этих условий, однако, зачастую ставит перед исследователями довольно трудные задачи. [c.31]

Ясно, что для проведения параллельных опытов нужно иметь либо несколько автоматических установок, что с финансовой точки зрения допустимо лишь для небольшого числа лабораторий, либо большой штат научных сотрудников. Однако во многих случаях возникает необходимость проведения большого числа анализов. Например, при исследовании структуры белка для определения полной аминокислотной последовательности белка со средним молекулярным весом требуется проделать около 3—4 тыс. анализов. [c.242]

ГЕН, участок молекулы ДНК (у нек-рых вирусов — РНК), в к-ром закодирована информация, обеспечивающая развитие определ. признака (св-ва) у данного организма и его передачу в ряду поколений. Участки нуклеиновой к-ты, кодирующие аминокислотную последовательность белков нли последовательность оснований транспортных и рибо-сомных РНК, наз. структурными Г. Последние вместе с необходимыми для их функцион. выражения регуляторными участками объединяются в более сложные генетич. еднинцы — опероны. Многие Г. высших организмов имеют прерывистое строение кодирующие части гена (зкзоны) чередуются с некодирую1цими вставками (интронами). в Стен т Г. С., Молекулярная -енетыка, пер. с англ.. М., 1974, [c.125]

Исследования с помощью этих подходов ведутся более 20 дет. За 8ТО время получен ряд важных результатов (см., например обзор (9]), одвако окончательное решение проблемы предсказания щюстранственной структуры по аминокислотной последовательности белка до сих пор не найдено. [c.168]

В рамках настояцей работы содержательные знанвя о взаимосвязях меаду топологическими структурами и аминокислотными последовательностями белков представляются посредством следущей "четверки" ииДормапионных полей [c.171]

Входными данными экспер гной системы являются аминокислотные последовательности белков и их топологическая классификация. В тшологической классификации белков указывается два типа топо-лотй (ниже они, для удобства, будут именоваться "искомой и "другой"). [c.174]

Другой отличительной чертой предложенного подхода является применение качественных экспертных оценок для формализации замеченных закономерностей строе1ШЯ аминокислотных последовательностей. Причем, эти оценки позволяют получать количественные характеристики аминокислотных последовательностей белков, эффективные для целей распознавания структурно-функциональных детерминант. [c.259]

Достигнута высокая точность распознавания структурных особенностей аминокислотных последовательностей белков, что позволяет считать эту технологию перспективной для решения задачи функциональной разметки аминокислотной последовательности. Это является особенно важным в связи с перспективой полного секвенирования генома человека и некоторых животных.Решение этой задачи потребует высокой точности распознавания, так как предстоит осуществить фукциональнус [c.259]

Создание диалоговой автоматической системы для генерации характеристик аминокислотной последовательности белков и гшализа лучших вариантов. [c.260]

Другие ферменты, например химотрипсин и пепсин (гл. 7, раздГ.2), менее избирательны, но все же их тоже можно использовать для расщепления пептидной цепи на фрагменты с последующим определением структуры этих фрагментов. Для установления полной аминокислотной последовательности белка нужно найти перекрывающиеся фрагменты, содержащие последовательности, в которые входят концы двух разных триптических фрагментов. Таким путем можно выстроить пептиды в том порядке, в котором они расположены в нативном белке. [c.167]

Масс-спектроскопия приобрела особое значение при анализе аминокислотных последовательностей белков (разд. 3.6.1.2.2). Для определения фе-нилтиогидантоина используют масс-спектроскопию полевой десорбции ионов, причем применяется прибор высокого разрешения с фотодетектором. [c.65]

В упомянутых исследованиях основное внимание уделялось спиральным конформациям гомополипептидов, на которые в то время возлагали большие надежды как на ближайших структурных аналогов белков. Действительно, пространственное строение синтетических полипептидов и белков определяется одними и теми же видами взаимодействий между валентнонесвязанными атомами и одинаковой природой этих взаимодействий. Химическая регулярность синтетических полипептидов допускает реализацию ограниченного числа периодических структур, которые, как показали рассмотренные исследования, сравнительно легко оцениваются теоретически. Они-то прежде всего и привлекали к себе внимание, поскольку трехмерные структуры белков представлялись в соответствии с концепцией Полинга-Кори набором регулярных вторичных структур. Автор не стоял на этих позициях и уже тогда был убежден, что гетерогенность аминокислотных последовательностей белков должна вести не только к регулярным, но главным образом к множеству апериодических структур. Наши исследования в данной области, начавшиеся в 1968 г, [20] также под влиянием работы Рамачандрана и соавт. [58], имели иное назначение. Они были направлены исключительно на изучение конформационных возможностей свободных монопептидов и после своего завершения составили содержание первого этапа на пути к решению структурной проблемы белковых молекул. Главные цели этих первых конформационных иссле- [c.156]

Роль б/жних межостаточных взаимодействий, т.е. взаимодействий центрально остатка в нонапептиде, изучалась Шерагой и соавт. [131] при анали лизоцима. Аминокислотная последовательность белка была разбита нг4 участков, по девять остатков в каждом. На одном участке при oxpaWfflH центрального остатка ( ) выделялись три-, пента-, гепта- и нонапепти ые фрагменты. Для каждого из них строились конформа- [c.500]

Трансляция - завершающая стадия процесса передачи информации, которую можно назвать декодированием мРНК, в результате чего информация с языка последовательности оснований мРНК переводится на язык аминокислотной последовательности белка. [c.57]

После открытия мРНК (1956—1961) предстояло выяснить тот код, которым аминокислотная последовательность белков записана в виде рибонуклеотидной последовательности мРНК и, следовательно, в исходной дезоксирибонуклеотидной последовательности одной из двух цепей ДНК. [c.11]

В настоящее время основную схему организации живой материи можно считать известной. Нуклеиновые кислоты несут всю генетическую информацию, которая заложена в последовательности четырех различ ных нуклеотидных оснований. Существуют нуклеиновые кислоты двух типов. Более стабильная дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) является хранителем информации. Менее стабильная рибонуклеиновая кислота (РНК), транскрибирующаяся с ДНК, выполняет роль матрицы, которая транслирует нуклеотидный текст в аминокислотные последовательности белков с помощью рибосомного механизма. Белки участвуют фактически во всех типах деятельности организма. [c.9]

Нагано также расширил использующийся базовый набор путем добавления (с малым весом) информации, полученной из аминокислотных последовательностей белков, гомологичных белкам с известной структурой, и в своей более поздней работе [356] он предпринял попытку учета частот встречаемости и склонности триплетов. Следует отметить, что в методе Нагано в неявном виде включались и синглеты, поскольку некоторые линейные комбинации склонностей дублетов эквивалентны склонности синглета. [c.135]

Опыты на пептидных гомоиолимерах позволили установить, что некоторые аминокислотные остатки обнаруживают свойство встраиваться в а-спираль. Эти данные были затем применены к глобулярным белкам с известным пространственным строением. Оказалось, что остатки, которые образуют спирали в гомоиолимерах, стремятся встраиваться в спирали также и в глобулярных белках. Такое соответствие послужило основой для многочисленных попыток установить корреляции между аминокислотной последовательностью белка и наличием спиралей в этом белке. Позднее такие корреляции были распространены и на другие вторичные структуры. Эти попытки интересны с той точки зрения, что они являются некой основой пока еще не известного будущего метода, с помощью которого можно будет устанавливать трехмерную структуру белка только по его аминокислотнон последовательности. Это и послужило причиной подробного описания большинства из существующих методов предсказания вторичной структуры по аминокислотной последовательности. Сведения, необходимые для понимания методов, основанных на статической механике, даются в приложении. [c.155]

Вслед за первыми работами Сэнгера в последние годы удалось расшифровать первичную структуру многих полипептидов и белков. После определения аминокислотной последовательности инсулина были расшифрованы последовательности рибонуклеазы, полипептида из вируса табачной мозаики, нескольких препаратов цитохрома с, различных цепей гемоглобина, ингибитора трипсина, химо-трипсиногена и химотрипсина, трипсина, глицеральдегидфосфат-дегидрогеназы и т. д. Вместе с последовательностями некоторых пептидных гормонов эти данные вошли в Атлас структуры и аминокислотной последовательности белков , который впервые был опубликован в 1966 г. и затем неоднократно переиздавался [c.40]

Анализ пептидов, содержащих лизин, из ферментативного (но не триптического ) или частичного химического гидролизата является важным этапом расшифровки аминокислотной последовательности белков. Выделение пептидов, содержащих лизин, следует начать с обратимого блокирования е-аминогрупп остатков лизина в исследуемом белке. Такую обратимую модификацию можно получить при трифторацетилировании [5], малеинировании [2] или цитраконилировании [4]. [c.111]