Трипсин третичная структура

Некоторые ферменты находятся в клетках и биологических жидкостях в неактивном или малоактивном состоянии. Такие ферменты получили название проферментов. Под действием определенных соединений они становятся активными — переходят в фермент. Механизмы такого превращения разнообразны. Часто профермент переходит в фермент при разрушении находящегося в нем ингибитора. Возможно превращение профермента в фермент в результате перестройки структуры и конформации его молекулы. Как известно, химотрипсин образуется в поджелудочной железе в виде каталитически неактивного химотрипсиногена. Это вещество превращается в активный химотрипсин лишь тогда, когда попадает в пищеварительный тракт животного. Происходит это под действием трипсина и заключается в гидролизе одной пептидной связи в первичной структуре фермента. Благодаря расщеплению пептидной связи полипептидная цепочка становится как бы менее стянутой, поэтому она расправляется и может принять ту третичную структуру, [c.13]

Наиболее заманчиво использовать информацию об аминокислотной последовательности для предсказания третичной структуры белковой молекулы, а отсюда, возможно, и ее функции. Некоторые принципы и положения, применяемые для решения этой задачи, изложены в гл. 5. Здесь мы приведем один результат, который иллюстрирует современное состояние этой области исследования. На рис. 2.14 проведено сравнение трехмерной структуры ингибитора трипсина из поджелудочной железы быка, определенной методом рентгеноструктурного анализа, с модельной структурой, построенной на основании данных об аминокислотной последовательности, в которых использовалась информация о термодинамике взаимодействий между аминокислотными остатками. Исходной считалась вытянутая конформация. Чтобы проследить процесс укладки молекулы, рассчитывали силы, действующие между различными остатками, полученные из данных об энергии их взаимодействия. В результате достигли неплохого качественного согласия между [c.71]

Динамика третичных структур белков была подробно рассмотрена в недавних работах М. Кар-плюса. Он использовал метод молекулярной динамики для определения подвижности остатков в структуре ингибитора трипсина, выделенного из поджелудочной железы быка. В этом методе силы, действующие на остатки, определяются из предварительно рассчитанной потенциальной функции (типа описанной в гл. 5). Сила, приходящаяся на каждый атом или остаток, равна [c.114]

Поразительное сходство третичной структуры рассмотренных выше ферментов нельзя было предвидеть, исходя из сравнения их аминокислотных последовательностей. Между первичными структурами этих ферментов имеется довольно высокая гомология, однако аминокислотный состав эластазы и химотрипсина совпадает с аминокислотным составом трипсина только на 50%, Теперь, располагая кристаллографическими данными, мы вправе сказать, что такая степень гомологичности чрезвычайно вы-сока. Пользуясь этим критерием, можно предположить, что сериновые протеазы плазмы, входящие в состав каскадной системы свертывания крови, также обладают весьма близкой третичной структурой (табл. 1.3). Согласно результатам детального исследования гомологичных участков, внутри белковой глобулы в неизменности сохраняется 60% аминокислотных остатков, тогда как на поверхности — только 10%- Основные различия касаются участков молекулы, расположенных на поверхности структуры или образующих внешние петли. [c.29]

Карбоксипептидаза А гидролизует белки с С-конца полипептидной цепи. Она специфична в отношении гидрофобных боковых цепей фенилаланина, тирозина и триптофана. Карбоксипептидаза В специфична в отношении положительно заряженных боковых цепей лизина и аргинина. Между этими ферментами существует такая же связь, как между химотрипсином и трипсином. Их аминокислотные последовательности идентичны на 49%. Что касается различий в третичной структуре, то они имеются лишь в участках молекул, расположенных на поверхности. Основное отличие состоит в том, что остаток Пе-255, находящийся в кармане карбоксипептидазы А, в карбоксипептидазе В заменен на Азр-255, необходимый для связывания положительно заряженных боковых цепей основных субстратов. [c.33]

При рентгеноструктурном анализе было выявлено большое сходство третичной структуры этих трех ферментов (рис. 8.21). В эластазе и трипсине, как и в химотрипсине, имеется система переноса заряда, а также полость оксианиона. [c.161]

На протяжении последних десятилетий в связи с повышением разрешающей способности рентгеноструктурного метода была расшифрована третичная структура более 1000 белков, в том числе гемоглобина, пепсина, химотрипсина, рибонуклеазы, лизоцима, трипсина п его ингибитора, ряда фрагментов иммуноглобулинов человека, цптохрома С, карбоаигидразы человека, аспартатампиотраисферазы, инсулина п др. Примеры трехмерной структуры некоторых из них представлены на рис. 1.21. [c.65]

Вследствие высокой специфичности по отношению к пептидным связям, образованным карбоксильными группами лизина и аргинина, наиболее часто применяют трипсин. Однако известно несколько случаев, когда скорость гидролиза трипсином подобных связей неодинакова иди когда в процессе гидролиза сохраняется С-концевая пептидная связь, образованная лизином [3]. Трипсин часто бывает загрязнен химотрипсином, который обладает меньшей специфичностью. В результате побочного действия химотрип-сина могут получиться вводящие в заблуждение пептидные фрагменты. Примеси химотрипсина могут быть в значительной степени уменьшены путем инактивации химотрипсина разбавленной НС1 [131] или при обработке мочевиной, которая необратимо денатурирует химотрипсин и не действует на трипсин [69]. Некоторые нативные белки (например, рибонуклеаза), обладающие жесткой третичной структурой, не подвергаются действию трипсина и химотрипсина. Денатурация посредством нагревания, обработки раствором мочевины или окислением надмуравьиной кислотой делает их доступными Действию протеолитических ферментов. [c.395]

При изучении действия К-бромсукцинимида па трипсин и трип-синоген (мол. в. 24 ООО) показано, что этот реагент может селективно окислять остатки триптофана без заметного расщепления пептидных связей, образованных карбоксильной группой триптофана [186]. Кроме того, отмечено различие в относительных скоростях окисления этих двух ферментов, которое, по-видимому, можно объяснить различиями в их вторичной или третичной структуре [c.399]

Все известные в настоящее время ферменты представляют собой белки, причем их каталитическая активность зависит от степени сохранности нативной структуры белка. Например, разрушение полипептидных цепей в результате кипячения фермента в растворе сильной кислоты или обработки трипсином обьгано приводит к потере его каталитической активности. Это свидетельствует о том, что первичная структура белка необходима для проявления его ферментативной активности. Болёе того, стоит нам только нарушить характерную для нативной молекулы фермента упаковку полипептидной цепи (цепей), нагревая белок или воздействуя на него экстремальными значениями pH или денатурирующими агентами, как каталитическая активность фермента исчезает. Таким образом, для ферментативной активности белков важное" значение имеет сохранение их первичной, вторичной и третичной структур. [c.228]

С. г. играют важную роль в биохимич. процессах. С. г. таких низкомолекулярных соединений, как кофермент А, глютатион, липоевая кислота, способны образовывать тиоэфиры и участвовать в ферментативных реакциях нереноса ацильных остатков. С. г. белков принадлежат остаткам цистеина они принимают участие в создании вторичной и третичной структур белков за счет взаимодействия с другими функциональными группами полипептидной цепи жесткое сшивание отдельных цепей (нанр., в инсулине) или участков одной цепи (напр., в трипсине, химотрипси-не и др. ферментах) нутем образования дисульфидных мостиков образование водородных связей и координационных связей с участием металлов и т. п. С. г., З аствуя в создании разнообразных химич. связей [c.551]

Первые опыты подобного рода были проделаны в нашей лаборатории на двух ферментах — трипсине и альдолазе. Фрагменты этих белков с молекулярным весом 2500—3000, т. е. составлявшие не более чем 10% всей макромолекулы белка, оказались ферментативно активными. Далее Перлман показала, что ферментативная активность сохраняется в осколках пепсина, проходящих через диализациопную мембрану, а Смит обнаружил, что деградация фермента паиаина, вплоть до отщепления с помощью фермента амииопептидазы 122 аминокислотных остатков из 187 от его полипептидной цепи с К-конца, дает продукт с полной каталитической активностью. Следовательно, для осуществления акта ферментативного катализа вся макромолекула не нужна. Достаточна относительно небольшая область белка — полипептид, состоящий из 20—30 аминокислотных остатков. Важно, однако, сохранение вторичной и третичной структуры вблизи ферментативного центра. Это проявлялось весьма ярко при разрыве дисульфидного мостика в каталитически активном фрагменте трипсина. Восстановление [c.141]

Имидазольная группировка входит в активные центры таких ферментов, как холинэстераза, рибонуклеаза, трипсин, хи-мотрипсин и др. Особенной способностью к присоединениям обладает атом N3 имидазольной группировки, что приводит к ее ацилированию и фосфорилированию с образованием неустойчивых Ы-ацил- и Ы-фосфорилпроизводных в качестве промежуточных веществ при ферментативных превращениях. Однако несомненно, что строение активного центра в целом непосредственно связано с вторичной и третичной структурой бел- [c.217]

Высокая скорость ферментативных реакций объясняется, с одной стороны, как всегда нри катализе, сильным снижением энергии активации реакции. Так, при гидролизе казеина кислотой энергия активации 20,6 ккал моль, а при гидролизе трипсином — только 12 ккал моль. Гидролиз сахарозы кислотой требует энергии активации 25,5 ккал моль, а ферментативный (сахарозой) — лишь 12—13 ккал моль. С другой стороны, в ферментативных реакциях не меньшую роль играет нредэкспо-ненциальный множитель уравнения Аррениуса, так как величина этого множителя, как правило, на много порядков выше, чем в реакциях обычного типа. Есть доказательства того, что ферменты содержат центры ( карманы ), фиксирующие субстрат на поверхности их молекул, и вторые центры, осуществляющие реакцию. Фермент может быть активен в том смысле, что он подтягивает активный центр к месту его действия, несколько изменяя свою вторичную или третичную структуру. [c.740]

Известно, что активность почти всех ферментов чувствительна к денатурации, т. е. к изменению третичной структуры. Следовательно, для сохранения ферментативной функции должна остаться неповрежденной значительно большая часть молекулы по сравнению с той, которая находится в непосредственном контакте с субстратом. В простых ферментах (пепсине, трипсине, химо-тр. шсине, уреазе, папаине и др.) активный центр образуется определенной группировкой аминокислотных остатков в спиральной цепи белковой молекулы. В сложных ферментах, состоящих из белка и небелкового компонента, в состав которого входят, например, нуклеопгды, гемины, атомы металлов и др., активный центр образуется главным образом небелковым компонентом и некоторыми прилегающими к нему аминокислотными остатка.ми. [c.138]

Белки организмов разных видов, проявляющие одинаковую биологическую функцию (эволюционно родственные), могут иметь схожее пространственное строение (третичные структуры), но при этом существенно отличаться по первичной структуре. Например, к таким белкам относятся миоглобины и гемоглобины, а также трипсин, химотрипсин, эластаза и другие протеолитические ферменты животных. Вероятно, существует еще нерасшифрованный стереохимический код, определяющий способ [c.68]

Сериновые протеазы животного про-исхоадения химотрипсины. трипсин и эластаза. имеющие значительное сходство в последовательности аминокислот. -также весьма близки и по третичной структуре (рис.14). [c.75]

Другое семейство близкородственных белков образует несколько сериновых эстераз. К ним относятся протеолитические ферменты химотрипсин, трипсин, эластаза и тромбин. На рис. 2.19 сравниваются аминокислотные последовательности этих четырех белков. Сравнение выявляет соответствие не только в аминокислотной последовательности, но и в расположении многих дисульфидных поперечных связей, а также в локализации очень реакционноспособного остатка серина, который, как известно, находится в активных центрах всех этих ферментов. Можно предположить, что такое сходство первичных структур должно приводить к сходству их третичной структуры. Именно это и представлено на рис. 2.20, где изображены три из четырех упомянутых выше белков. Следует, однако, обратить внимание на то, что, несмотря на сходство последовательностей, структуры и механизмов функционирования, позволяющее рассматривать эти четыре белка как родственные в эволюционном смысле, все же считать их тождественными никак нельзя. Различием аминокислотных последовательностей, и особенно пространственных структур, можно объяснить некоторые особенности субстратной специфичности этих белков и механизма их действия. [c.79]

РИС. 2.20. Третичная структура трех родственных сериновых протеаз. А. Трипсин. Б. Химотрипсин. В. Эластаза. Здесь показаны только положения а-углеродных атомов, а также несколько боковых групп в области активного центра (черные кружки) и дисульфидные мостики (красные кружки). Все три протеазы расщепляют пептидные связи одинаковым образом, но трипсин преимущественно расщепляет их в участках, расположенных после положительно заряженных остатков, химотрипсин — после больщих гидрофобных остатков, а эластаза — после малых гидрофобных остатков. Различную специфичность к субстрату можно понять, анализируя различие в структуре связывающих карманов, примыкающих к каталитическому центру. (Рисунки Ирвинга Гейса.) [c.84]

Хотя структура активационных пептидов трипсиногена и химотрипсиногена существенно различается (табл. 3.2), трипсин, эластаза и химотрипсины А и В имеют сходные черты каждый из этих ферментов содержит около 230 аминокислот и специфически ингибируется ДФФ. Степень гомологии первичной структуры химотрипсинов А и В составляет 78%, а любой другой пары рассматриваемых ферментов — 40— 55% [8]. Очень большое сходство наблюдается в последовательностях аминокислот, окружающих остатки, которые участвуют в формировании активного центра (табл. 3.3). Третичные структуры трипсина [25], эластазы [8] и химотрипсина А весьма близки, а системы передачи заряда идентичны (рис. 3.3) все это свидетельствует об одинаковом механизме катализа у рассматриваемых протеиназ. Разная спе- [c.43]

Из кристаллографических данных следует, что механизмы активации трипсиногена и химотрипсиногена сходны [26]. Исследование методом кругового дихроизма ацилферментных интермедиатов, образующихся в ходе катализа трипсином и трипсиногеном, показало, что субстрат связывается с ферментом и с зимогеном по-разному. Интересно, что присоединение N-концевого дипептида трипсина Ile-Val (табл. 3.3) к трипсиногену индуцирует переход последнего в трипсиноподобную конформацию и, наоборот, блокирование N-концевого Не в молекуле трипсина индуцирует конформацию, подобную таковой у трипсиногена [26, 27]. Степень гомологии аминокислотных последовательностей двух изоферментов — карбок-сипептидаз А и В —составляет 51% [28]. Третичная структура карбоксипептидазы А (но не карбоксипеп-тидазы В) установлена с разрешением 0,2 нм конформации зимогенов и, следовательно, структурные изменения, сопровождающие активацию, неизвестны. [c.44]

Волнение, вызванное выявлением того факта, что белки, связывающие кислород,— гемоглобин и миоглобин — имеют одинаковую третичную структуру и выполняют одинаковые функции, вновь овладело учеными, когда было установлено, что аналогичная ситуация имеет место в случае сериновых протеаз млекопитающих. Эти ферменты названы так потому, что они имеют уникальный по своей активности сериновый остаток, который необратимо реагирует с фосфорорганическими соединениями, например с диизопропилфторфосфатом. Основные панкреатические ферменты — трипсин, химотрипсин и эластаза — кинетически весьма близки и гидролизуют пептиды и синтетические сложные эфиры. Их активность имеет оптимум при рН= 7,8 и определяется состоянием ионизации групп с р/(а = = 6,8. Во всех трех случаях в процессе реакции образуется ацилфермент , в котором карбоксильный фрагмент субстрата образует сложноэфирную связь с гидроксильной группой активного серина. [c.27]

А. Первичная структура белка-ингибитора панкреатического трипсина-из клеток быка. Б. Трехмерная структура белка (ленточная диаграмма). Видны локальные области вторичной структуры (например, спиральные участки с 47-го остатка по 56-й), а также изгибы цепи с образованием третичной структуры, стабилизируемой взаимодействиями между аминокислотами, которые не являются ближайшими соседями вдоль поли-пептидной цепи. Эти взаимодействия осуществляются между остатками цистеина (цветные шарики) с помощью дисульфидных связей. S. Молекулярная модель белка. Ленточная диаграмма на рис. Б представляет собой вид на эту модель снизу. [С любезного разрешения Т.Е. reighton, J. Mol. Biol., 95 (1975), p. 167.] [c.34]

К физическим факторам могут быть отнесены температурный—нагревание растворов выше 50—60° С многократное чередование замораживания и оттаивания денатурация под высоким давлением в 1000 кг/см и выше так, напрнмер, ферменты трипсин и химотрипсин при pH 5,0—5,2 под воздействием давления 7750 кг см через 5 мин инактивируются на 50% денатурация при воздействии ультразвуковых волн связана с разворачиванием молекул, а при более сильном воздействии ультразвука происходит даже paзpyшefIi e ковалентных связей при образовании мономолекулярных пленок на поверхности белковых растворов наблюдается так называемая поверхностная денатурация белка ультрафиолетовые лучи и ионизирующая радиация вызывают химические говреждеиия белковой молекулы, разрушая водородные связи, окисляя дисульфидные группировки, обусловливают исчезновение нативных третичных и вторичных структур белка. Интересными также являются наблюдения, указывающие на процессы денатурации, происходящие при старении белков. [c.209]

Атомы многих металлов также стабилизируют пространственную конформацию ферментных и иных белков. Таким действием обладают катионы Са, 2п, Мп, Mg, Со, Сп, Ре + 2, иногда Ва и также трехзарядные катионы. Они обеспечивают сохранение третичной и (или) четвертичной структуры ферментов. Особенно часто встречается стабилизирующее действие иона кальция, который защищает конформацию а-амилазы, предохраняет от денатурации (и автолиза) трипсин, защищает лизоцим, бактериальные и грибные протеиназы, некоторые пептидазы. Металл, по-видимому, может стабилизировать фермент двумя путями входя в состав его активного центра (у истинных метал-лоэнзимов) или присоединяясь к различным иным участкам на поверхности белковой частицы. При стабилизации апоферментов, например ионами Са, вероятно образуются клешневидные связи между металлом и СОО-группами. [c.166]

Денатурация белков — это разрушение третичной и частично вторичной структур путем разрыва дисульфидных и слабых нековалентных взаимодействий (водородных, ионных, гидрофобных), сопровождающееся потерей функции белка. Иными словами, денатурация — это потеря нативной структуры. При денатурации не разрываются пептидные связи, т.е. первичная структура сохраняется. Денатурацию белков вызывают любые агенты, действующие на нековалентные взаимодействия. При этом белок выпадает в осадок, если теряются основные факторы устойчивости — заряд и гидратная оболочка. Если после удаления денатурирующего агента восстанавливается нативная структура белковой молекулы, то это явление называется ренатурацией (ренативацией). В пищеварительном тракте денатурация пищевых белков соляной кислотой приводит к доступности пептидных связей для ферментативного гидролиза первичной структуры (пепсин в желудке трипсин, химотрипсин, карбоксипеп-тидазы в двенадцатиперстной кишке дипептидазы, трипептидазы и аминопептидазы в тонком кишечнике). [c.37]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология