карбоксипептидаза в кристалле и в растворе

Карбоксипептидаза, состоящая из 307 аминокислотных остатков, в вытянутой форме имеет длину 1114 А, а в свернутой — 50,0 А. Количественные исследования кристаллографических моделей белков позволили получить новые опытные данные об упаковке атомов в глобуле и атомной плотности белковых молекул. Нативное состояние белковой молекулы имеет высокий коэффициент упаковки, в среднем 75% (с вариацией от 68 до 82%, М. Клэппер [21] и Б. Ли и Ф. Рихарде [10]). Для сравнения отметим, что у правильных сферических тел этот коэффициент равен 74%, а у молекул жидкой воды и жидкого цикло-гексана составляет 58 и 44% соответственно. По плотности упаковки белки близки кристаллам малых органических молекул (70—78%), связанных между собой дисперсионными, лондоновскими силами. Из-за высокой плотности упаковки белки отличаются слабой сжимаемостью. Так, их коэффициент сжимаемости в 20 раз меньше, чем у масла, и практически совпадает с коэффициентом сжимаемости олова и каменной соли. Плотность белка неодинакова во всех частях глобулы. У. Козман и соавт. [22], например, нашли, что плотность центральной части ниже кажущейся плотности белковой молекулы в растворе. Это наблюдение, однако, имеет частный характер. Низкая плотность и даже "пустоты", т.е. области, не заполненные атомами белка, встречаются в различных частях глобулы. Как правило, в них находятся единичные молекулы воды, связанные с аминокислотными остатками водородными связями. Молекулы Н2О обнаруживаются рентгеноструктурным анализом и составляют с белком как бы единое целое. Интересно, что белки, содержащие большое число дисульфидных связей, не отличаются повышенными коэффициентами упаковки и большей плотностью. [c.345]

Наиболее драматическим примером различий структуры фермента в кристалле и растворе является карбоксипептидаза А. Уже после появления рентгеноструктурных данных выяснилось, что 1) характер кинетических зависимостей карбоксипептидазы А в кристалле и растворе различен [1366,1367] 2) различно и окружение хромофорных меток, введенных в Туг248 в кристалле и растворе [1368-1 370]. [c.96]

Причина этих различий, вероятно, в том, что использованные для ренгено-структурного анализа кристаллы карбоксипептидазы А имели необычную форму и кристаллографические характеристики [1371]. Было показано также, что конформации карбоксипептидазы В различаются в кристалле и растворе [1372]. По добное положение отмечалось и для ферментов других классов (см., например [1373]). [c.96]

Пример 14-Л. Конформация карбоксипептидазы Л. В актив ном центре фермента карбоксипептидазы А содержится тирозин, а в определенном положении вне активного центра — атом цинка. Путем диазотирования и последующего азосочетания можно присоединить арсаниловую кислоту к тирозину, находящемуся в активном центре. Спектр поглощения свободного арсанилазоти-розина значительно изменяется при связывании цинка. Спектр модифицированного белка в растворе такой же, как спектр модельного цинкового комплекса. Значит, белок упакован таким образом, что место расположения цинка и активный центр находятся недалеко друг от друга. Это особенно интересный пример, так как при изучении кристаллов с помощью рентгеноструктурного анализа показано, что цинк не располагается вблизи активного центра. Однако спектр репортерной группы в кристалле белка также свидетельствует об отсутствии связывания цинка. Следовательно, структура белка в растворе не такая, как в кристаллах, используемых для рентгеноструктурного анализа. [c.406]

Иногда ферменты сохраняют свою активность в кристаллическом состоянии (например, рибонуклеаза [23, 24] и карбоксипептидаза А [25]). Сопоставление активности фермента в растворе и в кристаллическом состоянии является непростой задачей, поскольку диффузия субстратов внутрь кристаллов затруднена. Имеется, правда, один путь остроумного решения этой проблемы, состоящий в кристаллизации связанного с ферментом промежуточного соединения (индолилакрилоилхимотрипсина см. ниже разд. Г. 2) при таком значении pH, когда это промежуточное соединение устойчиво [26]. При изменении pH, приводящем к увеличению реакционной способности промежуточного соединения, оно гидролизуется, причем реакция характеризуется той же самой константой скорости первого порядка, что и в растворе. [c.26]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология