Химотрипсин вторичная

Схема комбинированного метода, на первый взгляд, выглядит достаточно логично. В действительности же она не может быть реализована в отношении всех своих положений, что следовало из уже имевшихся к моменту появления метода экспериментальных данных. Первый пункт схемы невыполним, по крайней мере, по трем причинам. Во-первых, у большей части белков вторичные структуры составляют незначительную долю трехмерной структуры в среднем, в а-спирали глобулярных белков входит 25-30% остатков, а в -структуры - 15-20%. Во-вторых, встречающиеся в конформациях белков вторичные структуры, как правило, сильно искажены и лишь условно и при большом желании могут быть отнесены к регулярным. Насколько геометрические параметры реальных конформационных состояний остатков полипептидной цепи могут отличаться от параметров вторичных структур видно из табл. IV. 16, в которой приведены значения двугранных углов остатков некоторых сегментов последовательностей а-химотрипсина и лизоцима. Во всех работах, посвященных поиску эмпирических корреляций, эти сегменты отнесены к а-спиральным или -структурным. И наконец, в-третьих, надежность существующих алгоритмов предсказания, несмотря на оптимистические сообщения (см. ниже), не >50%, что исключает их практическое использование. [c.508]

Значения двугранных углов <р, ф (град) некоторых остатков а-химотрипсина и лизоцима иа участках, считающихся регулярными вторичными структурами [c.509]

ПЕРВИЧНАЯ СТРУКТУРА белка, последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи. В П. с., закодированной в соответствующем данному белку структурном гене, заложено все необходимое для ее самоорганизации в глобулу с определенной пространств, структурой. П. с. определяет вторичную и третичную структуры белка. Методы ее установления хорошо разработаны полипептидную цепь специфически расщепляют протеиназами (трин-сином — по остаткам аргинина и лизина, химотрипсином — по остаткам аром, аминокислот и лейцина) или хим. методами (бромцианом по остаткам метионина) в полученном наборе перекрывающихся пептидных фрагментов определяют последовательность аминокислот, используя преим. ступенчатое расщепление по Эдману (процесс автоматизирован), и сопоставляют строение фрагментов. [c.429]

С другой стороны, известны молекулы белков, которые резко отличаются друг от друга первичной, вторичной и третичной структурами, но несмотря на это, обладают сходной биологической активностью. Классическим примером могут служить химотрипсин и бактериальная протеиназа субтилизин. Несмотря на существенные различия в структурах, основные аминокислоты активных центров этих ферментов идентичны и осуществляют свои каталитические функции по сходному механизму. По-видимому, такие белки являются результатом пересечения путей эволюции. [c.282]

Уже давно высказывалось мнение, что первичная структура белка — аминокислотный состав — определяет его пространственную структуру 1116, 117]. Поскольку за последнее десятилетие структура пяти белков — гемоглобина [1181, миоглобина [ПО, 1111, лизоцима [112, 113], а-химотрипсина [119] и рибонуклеазы А [120] — стала известна детально, а еще для нескольких белков рентгеноструктурный анализ дал достаточное разрешение для того, чтобы увидеть основные черты вторичной и третичной структур, многие исследователи пытаются найти корреляцию между аминокислотным кодом (составом и последовательностью аминокислотных остатков) и конформационным кодом (пространственной структурой). [c.388]

Используя теорию информации, авторы выполнили статистический анализ зависимости между порядком и структурой сначала у И, а позднее у 25 белков (около 4500 остатков). В результате аминокислотные остатки были количественно оценены мерой информации, характеризующей их способность входить во вторичные структуры и клубок. С помощью мер информации определены значения углов ф, ф у остатков ряда белков. Точность предсказания невысока. Так, совпадение значений ф, ф в пределах 40° у а-химотрипсина составило 31%, эластазы - 33%, цитохрома с - 50%, рибонуклеазы - 28%. [c.255]

Интересные данные были получены [2014] в отношении вторичной специфичности гидролиза химотрипсином эфиров и амидов трипептидов. Оказалось, что уменьшение гидрофобности остатка в-положении увеличивает скорость гидролиза эфиров и уменьшает скорость гидролиза амидов (рис.64). [c.185]

Как уже отмечалось в разд.4.3.1.4, разные протеазы существенно отличаются по отношению к влия 31ю вторичных взаимодействий на катализ. Это относится не только к ферментам разных групп, но и к протеазам, входящим в одну и ту же группу, например химотрипсину и субтилизину BPN или эластазе. С этой точки зрения последние два фермента более специфичны, чем химотрипсин, что противоречит приведенным выше данным [1956]. [c.194]

Делоншам любезно сообщил нам свои собственные взгляды на механизм, по которому ог-химотрипснн и другие сериновые протеазы могут гидролизовать вторичные амины при стереоэлектронном контроле (рис. 4.7). Петков и др. [119], изучая влияние уходяш,ей группы на реакционную способность анилидов ири гидролизе, катализируемом а-химотрипсином, пришли к подобному же заключению. Кроме того, теория стереоэлектронного контроля была пспользована в приложении к механизму действия рибо-пуклеазы А, нуклеазы стафилококков и лизоцима [120]. [c.256]

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]

Правила структурной организации глобулярных белков рассмотрены Шульцем [81]. Согласно им, в структ фе таких белков следует выделять большее число уровней организации. Иерархия берет свое начало от аминокислотной последовательности. Затем следует вторичная структура с регулярной укладкой полипептидной цепи, характеризующейся максимальным образованием водородных связей. Вторичная структура может образовывать до 75% всей полипептидной цепи. Иногда в молекуле белка можно выделить агрегаты вторичной структуры (сверхвторичная структура), являющиеся регулярными образованиями из нескольких участков полипеп-тидных цепей, например двойная а-спираль или складчатый лист-спираль. Пример более высокой ступени организации глобулярных белков — образование доменов. Они возникают у крупных белков и характеризуются как независимые пространственные структуры. Иммуноглобулины, например, образуют при соответствующем сворачивании полнпептидных цепей от 2 до 4 доменов. В химотрипсине активный центр находится внутри, между двумя доменами. В данном случае домены имеют структуру складчатого листа-цилиндра и связаны один с другим лишь одной полипептидной цепью. И наконец, глобулярные белки, построенные из нескольких доменов, могут упаковываться в еще более крупные структурные образования. Возникающие при этом агрегаты обычно построены симметрично, причем структура входящих в их состав мономеров, вероятно, не меняется. [c.364]

Домены — более сложные уровни организации вторичной структуры. Они представляют собой обособленные глобулярные участки, соединенные друг с другом короткими так называемыми шарнирными участками полипептидной цепи. Д. Бирктофт одним из первых описал доменную организацию химотрипсина, отметив наличие двух доменов у этого белка. Каждый из них имеет цилиндрическую форму, образованную р-структурой, и состоит из 6 антипараллельных цепей. В один из этих доменов входят 139 аминокислот с Л -конца, другой — С-концевой включает в себя 115 аминокислотных остатков. [c.33]

Маршалл [106] установил, что резонансный сигнал С1 м-меркурбензолсульфохлорид-группы, присоединенной через атом ртути к остатку Сер-195 активного центра а-химотрипсина, уширяется, если соседние остатки Мет-180 и Мет-192 алкилированы бромистым бензилом. Уширение пропадает, если обработать белок 8М раствором мочевины, что приводит к развертыванию глобулы. Можно полагать, что заторможенность движения хлорсодержащей группы определяется вторичной и третичной структурой интактного белка. [c.391]

Степень специфичности, ее строгость могут значительно варьировать у различных ферментов. У многих ферментов специфичность менее точна, менее абсолютна, более щирока. Они могут превращать целый ряд близких по структуре субстратов, расщеплять многие (близкие, но отличающиеся по структуре) виды связей, осуществлять некоторые, хотя и вполне определенные, превращения, но в самых разнообразных молекулах и т. п. Так, фермент фосфатаза расщепляет эстеры фосфорной кислоты, образованные разными спиртами, а также искусственные вещества этого типа, которые в организме не встречаются. Широкую специфичность выявляет и мальтаза пищеварительного сока. Наряду с мальтозой она гидролизует все те соединения, в которых к первому углеродному атому глюкозы в а-гликозидной связи присоединен какой-либо другой радикал. Этот фермент правильнее называть а-гликозидазой. Протеолитические ферменты пепсин и химотрипсин в составе пептидных цепей белков расщепляют некоторые виды связей очень быстро, другие значительно медленнее. В связи с этим говорят, например, о первичной и вторичной специфичности пепсина или даже о первичной, вторичной и третичной специфичности а-химотрипсина, имея инода в виду в качестве третьей ту группу связей в пептидных цепях, которых фермент вовсе не может разрушать, либо расщепляет их так слабо, что это с трудом можно уловить. [c.58]

Получены экспериментальные доказательства того, что гистидин входит в состав активного центра химотрипсина. При обработке фермента Ъ-1-тозиламидо-2-фенилэтилхлор-метилкетоном (ТФХК) один из двух остатков гистидина в молекуле химотрипсина алкилируется, что сопровождается полной утратой ферментативной активности. Если фермент предварительно инкубировать с ДФФ, то алкилирования не происходит. Алкилирование не идет также в растворе 8 М мочевины. Следовательно, необходимым условием для алкилирования химотрипсина является сохранение вторичной и третичной структуры и нормальных каталитических свойств [31]. В полипептидной цепи фермента этот остаток гистидина расположен далеко от активного серина и должен поэтому приблизиться к активному серину за счет изгиба пептидной цепи. Можно предполагать, что за счет изгибания пептидной цепи с активным серином сближается также та часть молекулы фермента, которая определяет его специфичность. Таким образом, представление об активном центре фермента отличается достаточной сложностью. [c.108]

Хроматографический метод очистки и фракционирования белков на карбоксильной смоле Амберлит ШС-50 успешно применен к следующим белкам цитохрому С, рибопуклеазе, лизоциму, химотрипсиногену, химотрипсину, гиалуронидазе, гемоглобинам, адренокортикотропяому гормону, инсулину и др. Среди этих работ следует отметить обнаружение двух хроматографически активных белков, обладающих активностью рибонуклеазы, доказательство распада индивидуального лиофилизованного лизоцима при комнатной температуре и лиофилизованной рибонуклеазы при 0° С. Наибольшее значение тонкая хроматографическая очистка белка имеет при изучении первичной его структуры и физикохимических констант, характеризующих вторичную и третичную структуры. [c.200]

Дезаминирование белков азотистой кислотой сопровождается вторичной реакцией, протекающей с участием фенольных групп и, возможно, также индольного и имидазольного колец. Тирозин диазотируется в о/7го-положении, повидимому, путем образования нитрозопроизводных. Диазопроизводные белков, имеющие желтый или красноватый цвет, легко вступают в реакцию сочетания с фенольными производными, образуя окрашенные соединения. Эта реакция явно неспецифична, и, за исключением результатов, полученных при исследовании пепсина Филпотом и Смоллом [120], почти ничего не известно о природе и количестве реагирующих групп. Авторы диазотировали кристаллический пепсин, обрабатывая его разбавленным раствором NaNO2, и нашли, что в реакцию вступает только половина тирозиновых остатков, т. е. такое же количество тирозина, которое может быть проиоди-ровано [130]. Образующийся желтый диазопепсин обнаруживает максимум поглощения при 412 ту и обладает лишь 50% активности исходного фермента. При реакции с азотистой кислотой химотрипсин [53] и амилаза поджелудочной железы [121] также [c.326]

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]

На рис. 17 для а-химотрипсина показана последовательность соединения аминокислотных остатков водородными связями (черные стрелки) и цистиновыми мостиками (двойные стрелки). В нос леднем случае характер а-спирали имеют только два небольших участка вторичной структуры молекулы химотрипсина (ло-кусы 165-170 и 235-245). [c.93]

Особенно наглядно эти закономерности удалось проследить на примере обратимой денатурации цпстинсодержащих одноцепочечных белков, таких, как рибонуклеаза, химотрипсин пепсиноген Было показано, что полностью восстановленная и ферментативно неактивная рибонуклеаза быка может быть окислена воздухом с восстановлением активности После восстановления и реокисления молекула, по-видимому, имеет ту же самую вторичную и третичную структуры, что и исходный нативный фермент [c.157]

В других исследованиях особое внимание обраш ается не только на природу данного остатка, но и на характер и частоту появления соседних с ним в цепи остатков. Тем самым учитывается стабилизируюш ая роль взаимодействий остатков внутри участка вторичной структуры. Действительно, в третичной структуре миоглобина, гемоглобина, лизоцима, рибонуклеазы и химотрипсина содержатся определенные пентапептидные и тетрапептидные последовательности, которые присутствуют в [c.208]

Насколько геометрические параметры реальных конформационных состояний полипептидной цепи отличаются от параметров так называемых вторичных структур, можно судить по рис. П.З, на котором показано распределение на конформационных картах ф—ф остатков некоторых сегментов цепей а-химотрипсина, карбоксипептидазы А и лизоцима [61]. Во всех исследованиях, посвященных поиску эмпирических корреляций, эти сегменты отнесены к а-спиральным или -структурным. Из рис. П.З видно, что в экспериментально наблюдаемых конформационных состояниях остатков, включенных при статистической обработке во вторичные структуры, значения двухгранных углов ф, ф не только не выражаются в точки ( фц, фц) и ( фр, фр), что должно иметь место при строгой регулярности структур, а обнаруживают существенный разброс в пределах а- и -областей. Более того, в ряде случаев значения ф, ф остатков а- и -сегментов вообще находятся в совершенно других местах конформационной карты. Если ограничить отклонения а-спиральных углов ф, ф от стандартных значений, например 15°, то в трех приведенных примерах в а-спиральных сегментах окажется не 41 остаток, а лишь 18 что же касается -структуры, то при таком ограничении углов ф, ф в нее не попадет больше двух остатков. Если же исключить из структур, считающихся вторичными, по три остатка с их N- и С-концов, которые, как правило, имеют большие отклонения по углам ф, ф или отвечают другим конформационным состояниям, то содержание в глобулярных белках участков, действительно близких к регулярным, уменьшится по сравнению с принятыми в литературе в 2—3 раза. При введении количественного критерия регулярности нельзя уже будет считать вторичными структурами большинство коротких а-спиралей и -структур, в том числе и большинство спиралей из 4—9 остатков, которые являются самыми распространенными в белках. В связи с тем, что в реальных белках вторичные структуры не обладают правильными регулярными формами, их идентификация субъективна и существенно отличается у разных авторов. Например, в лизоциме Чоу и Фасман [99] к а-спиралям и -структурам относят соответственно 54 и 21 остаток, а Бэржес и соавт. [101] — 46 и 4 в субтилизине BPN (отнесения [101] даны в скобках) — 86 (69) и 27 (44), в папаине — 54 (50) и 30 (21). Подобных примеров можно привести очень много. [c.269]

Для решения вопроса о применимости обсуждаемой схемы к ограниченному кругу белков рассмотрим конкретный пример с а-химо-трипсином — белком, который во всех работах последних лет, вслед за Левиттом и Чотиа [2181, относят к группе ( ) и структурную организацию которого трактуют в полном соответствии со схемой Шульца и Ширмера через ассоциацию вторичных структур в супервторичные, последние в домены, домены в окончательную трехмерную физиологически активную структуру. а-Химотрипсин представляет собой трехцепочечный белок с коротким участком А (13 остатков) и более длинными участками В и С (соответственно 131 и 97 остатков), которые образуются при активации химотрипсиногена А посредством расщепления его трипсином. На рис. П.7 показан ход основной цепи нативной конформации фермента, полученной Бирктофтом и Блоу при рентгеноструктурном исследовании белка с разрешением 2,0 А [221]. Считается, что трехмерная структура а-химотрипсина включает два домена, один из которых составляет N-концевой участок (1—128), 310 [c.310]

Теперь, следуя схеме Шульца и Ширмера (рис. II.4), опишем образование нативной конформации фермента, а затем сопоставим предполагаемый ступенчатый процесс ее образования с приведенными выше опытными фактами. Конечно, речь не идет о строгом доказательстве соответствия гипотетического представления реальной картине. Вопрос заключается только в выяснении возможности описания спонтанного процесса свертывания белковой цепи в нативную конформацию через регулярные структуры разных степеней сложности. На рис. II. 8 изображены уровни структурной организации а-химотрипсина, отвечающие схеме Шульца и Ширмера. Сначала на локальных участках неструктурированной белковой цепи образуются короткие регулярные -тяжи и а-спирали, которые, как считают, энергетически более предпочтительны по сравнению с любыми другими структурами и поэтому возникают прежде всего. После возникновения единичных вторичных структур создаются -складчатые листы и супервторичные структуры. Их возникновение объясняется энергетической предпочтительностью или предпочтительностью в отношении кинетики процесса свертывания белка. Далее, между -структурами а-химотрипсина осуществляются [c.312]

Рассмотренный пример не является исключением. Так, С-концевой полипептид папаина из ПО остатков, представляющий собой достаточно автономную область трехмерной структуры, был отнесен, как и а-химотрипсин, к -структурным белкам [157]. Следовательно, формирование его конформации должно проходить в принципе так же, как у рассмотренного фермента. Но С-концевой домен папаина содержит лишь восемь -структурных остатков и приходится описывать весь процесс укладки, не воспользовавшись другими 102 остатками, в том числе 11 а-спиральными. Еще один пример. Инсулин причислен к а-структурной группе [157]. Поэтому при сборке его структуры не замечается уже -структурный участок. Принципиальный недостаток схемы уровней структурной организации глобулярных белков Шульца и Ширмера заключается в том, что в ней не учитывается существование нерегулярных участков полипептидной цепи, иными словами, сборка третичной структуры представляется только путем ассоциации вторичных и супервторичных структур и состоящих из них доменов. И такое представление не претерпело каких-либо изменений и остается общепринятым и сегодня. В 1989 г., т.е. спустя десять лет после выхода в свет монографии Г. Шульца и Р. Ширмера, Г. Фасман писал ...стало очевидно, что третичное свертывание определяется главным образом упаковкой а-спиралей и/или -структур... Супервторичные структуры являются главными компонентами доменов, которые, будучи собранными, составляют трехмерные конформации белков [238. С. 236]. [c.313]

Концепция о доминирующем значении регулярных вторичных структур (начало 1950-х годов) и супервторичных структур (начало 1970-х годов) никогда не была подкреплена ни строгим доказательством, ни даже просто убедительными доводами. К последним трудно отнести утверждение об особой роли в стабилизации структуры белка пептидных водородных связей, если учесть имеющиеся экспериментальные данные и принять во внимание то обстоятельство, что свертывание белковой цепи происходит в водной среде. Несостоятельность схемы Шульца и Ширмера заключается не только в том, что в ней не учитывается значрггельная доля аминокислотных остатков в создании белковой структуры. Конечно, трудно, но можно было бы объяснить (привлекая, например, в качестве аналогии кристаллизацию перенасыщенного раствора под действием затравки), почему ответственными за построение нативной конформации, в частности а-химотрипсина, являются лишь 27% остатков, а С-концевого домена папаина и того меньше — только 7%. Однако рассматриваемые концепция и схема остались бы столь же ошибочными, даже если увеличить содержание вторичных структур в несколько раз. [c.314]

Вторичная специфичность не обязятельно монотонно затухает с удалением от расщепляемой связи. У сериновых протеаз - трипсина и химотрипсина - сущест- [c.168]

Было также исследовано влияние вторичной специфичности ацилдипептидов на связывание их химотрипсином и на положение равновесия в реакции ацилирования этими дипептидами фермента [2015]. Оказалось, что для серии соединений общей формулы АсХ-ТгрОН, где X = Gly, Ala, Val, Leu и Ptie, связывание химотрипсином (-uGq) линейно увеличивается при увеличении значения % для остатка X, тогда как положение равновесия реакции ацилирования не зависит от гидрофобности этого остатка. [c.185]

Однако в случае а-химотрипсина структура и конфигурация вторичных аминокислотных остатков вносят незначительные изменения в константу ингибирования [2597,2599]. Был отмечен различный тип ингибирования гидролиза химотрипсином п-нитроанилида сукцинилфенилаланина и трипептидного субстрата Уа1ТугС1у ингибитором С1уТуг- -А1а [2597 J. [c.245]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология