Кооперативное связывание, график

График, имеющий вид вогнутой кривой, может быть обусловлен либо отрицательной кооперативностью связывания лиганда, либо существованием на макромолекуле участков связывания с различными константами диссоциации. В случае положительной кооперативности при связывании лиганда график имеет вид выпуклой кривой. [c.343]

Рис. 44. Теоретический калибровочный график при наличии эффекта положительной кооперативности в связываний антигена двухвалентными антителами [Ат]о=0,1 иМ [Аг ]о==1 иМ =10 мия константы для первого связывания к1=к = -106 М-1-с-1 й ,- 1=3 10-4 с-1 для второго , = , = 106 М-1-С-1 ,- ,=ЗХ Х10-4 с-1

Миоглобин дает линейный график Хилла с /1=1,0, тогда как гемоглобин-с и = 2,8 (рис. 4.5). Наклон, равный 1,0, означает, что молекулы кислорода присоединяются к миоглобину независимо друг от друга, как это описано в уравнении (1). С другой стороны, коэффициент Хилла, равный 2,8, указывает на кооперативное связывание кислорода гемоглобином. Присоединение О2 к одному гему облегчает присоединение кислорода к другим гемам того же тетрамера, и обратно отщепление кислорода от одного гема облегчает его отщепление от остальных. Другими словами, в молекуле гемоглобина имеется взаимосвязь между гемами. Кооперативность связывания кислорода гемоглобином называют иногда взаимодействием гем—гем. Механизм его мы обсудим ниже. [c.72]

Связывание протона анионом тиамина — это пример кооперативного процесса, названного так потому, что присоединение первого протона облегчает присоединение второго. При связывании небольших молекул кооперативные процессы встречаются сравнительно редко, однако в биохимии они распространены ч резвычайно широко и играют большую роль. Кривую кооперативного связывания называют сигмоидной (5-образной), поскольку график зависимости у от [X] (изотерма связывания) имеет 5-образную форму. Процесс связывания называется полностью кооперативным, если возможная степень кооперативности максимальна Это значит, что п-й центр связывания с лигандом X практически не обладает сродством к X до тех пор, пока не заняты остальные (п—1) центров. Однако после того как этн центры будут заняты, сродство п-го центра к X возрастает настолько сильно, что в любой равновесной смеси присутствуют в значительных количеству только Р и РХ . [c.262]

Уравнения (15.44а) и (15.446) показывают связь между параметрами они могут быть использованы при анализе кооперативного связывания с помощью графиков Скэтчарда, иногда в широком диапазоне значений v и (L). Эти графики заметно отличаются от ранее обсуждавшихся графиков для связывания лиганда в независимых и невзаимодействующих центрах. Согласно уравнению (15.446), при > 1 кривая действительно проходит через начало координат, потому что, когда v = О [или (L) = 0], v/(L) тоже равна 0. В области низких значений р или (L) величина p/(L) растет по мере увеличения р и достигает предельного значения при р = п (а, — а затем уменьшается, и кривая пересекает ось р в точке р = п. [c.20]

Аналитический вид графиков в координатах Скэтчарда для случая кооперативного связывания приведен на рис. 3.44. Величина у кажущаяся степень кооперативности) определяется как отношение констант диссоциации у = Таким образом, при у < 1 наблюдается отрицательная кооперативность, а при у > 1 — положительная. [c.392]

Положительная кооперативность характеризуется пн>, т. е. связывание первой молекулы субстрата или эффектора усиливает связывание второй молекулы субстрата и наблюдается ускорение реакции. Это обстоятельство отражает график зависимости V от [S] для пируваткиназы (рис. 8.11) положительными эффекторами фермента являются фосфоенолпируват (РЕР) и фруктозо-1,6-дифосфат (FDP). График зависимости V от [РЕР] представляет собой гиперболу, в то время как соответствующая логарифмическая зависимость [уравнение (37)] при [РЕР]> 0,25 ммоль/л — прямая с наклоном 2 (пн=2). Следовательно, заполнение одного аллостерического центра РЕР повышает каталитическую активность других центров по отношению к РЕР. Более того, при постоянной [РЕР] увеличение концентрации другого эффектора FDP, который связывается с другими аллостерическими центрами, приводит к активации фермента по отношению к РЕР как субстрату. Построение логарифмической зависимости дает н=1,98 эта величина характеризует положительную кооперативность по FDP. [c.272]

Построение графиков Скэтчарда показало [98], что Н-диазепам связывается синаптосомами мозга крыс в одном участке (с константой диссоциации комплекса 2,6 10 моль/л), а общее количество связывающих участков на 1 г исходной ткани равно 18. При данном взаимодействии кооперативность отсутствует. При определении связывания диазепама с десятью различными областями мозга крыс установлено, что лобная и затылочная доли обладали наибольшим, а ствол мозга — наименьшим сродством к соединениям. Изучение степени вытеснения диазепама, связанного с синаптосомами, другими бенздиазепинами и медиаторами позволило сделать вывод, что участок, связывающий диазепам, обладает высокой специфичностью. [c.262]

На рис. 23.26 изображены изотермы связывания, построенные согласно уравнениям (23.101) и (23.102) для трех разных значений . При = 1 мы получаем простой линейный график Скэтчарда. При > 1 график Скэтчарда обычно имеет максимум при некотором промежуточном значении V. Это обусловлено кооперативностью, которая приводит к большему заполнению мест связывания при промежуточных концентрациях лигандов, чем в отсутствие взаимодействия между лигандами. [c.369]

Некоторые ферменты и другие лигандсвязываю-щие белки, например гемоглобин (см. гл. 6 и 10), не подчиняются классической кинетике насыщения Михаэлиса— Ментен. График зависимости у от [8] носит в этом случае сигмоидный характер (рис. 8.17). Это обычно указывает на кооперативное связывание субстрата многими центрами связывание с одним центром влияет на связывание с другим, как это происходит с гемоглобином (гл. 6). [c.87]

Как видно из рис. 3.44, в случае отрицательной кооперативности аналитический вид графика в координатах Скэтчарда неотличим от случая взаимодействия одного лиганда с несколькими типами мест связывания. Различить эти два случая удается только с помощью координат Бьеррума (см. ниже). [c.393]

Изобразим уравнение (33) графически, приняв Хя = 10" М и 1 = 10 . Зависимость У от [8] вьфажается сигмоидной, а не гиперболической кривой (рис. 6.23). Другими словами, это уравнение соответствует кооперативному связыванию субстрата. Если число оборотов в расчете на один активный центр одинаково для фермент-субстратных комплексов с Rl и R2, то график зависимости скорости реакции от концентрации субстрата также будет сигмоидным, поскольку [c.119]

Рис. 46. Анализ нелинейного графика Скэтчарда А — при связывании гормона с двумя рецепторами (Н] и На), различающимися сродством к гормону (К1 и Кг — соответствующие константы сродства). Пунктирными линиями показаны касательные к кривой, каждая из. которых отражает взаимодействие гормона лишь с соответствующим рецептором Б — при кооперативном характере связывания гормона с рецептором (К и К" — константы сродства соответственно. при связывании с рецептором первых молекул гормона и при полном насыщении гормонсвязывающих участков рецептора молекулами

На рис. 15.6 приведен пример графика Скэтчарда такого типа. На этом рисунке представлены данные о кооперативном связывании с тРНК. Выпуклый характер кривой очевиден. Параметры, характеризующие взаимодействие, можно получить, выразив А н через [c.20]

В таком случае описанный выше метод графической оценки концентрации субстрата, при которой скорость реакщ1и составляет половину максимальной, оказывается непригодным (прямой в соответствующих координатах уже не получается). Здесь следует обратиться к графическому представлению уравнения Хилла, первоначально предложенного для описания кооперативного связывания Oj с гемоглобином (гл. 6). Уравнение Хилла, преобразованное так, чтобы график в соответствующих координатах представлял собой прямую, имеет вид [c.88]

Отличие Пхилла от п часто используют в качестве показателя степени кооперативности. Для полностью кооперативных процессов отношение хилла/л равно 1,00, а для случаев неполной кооперативности оно меньше 1. Чтобы определить Пхн. ла, не обязательно строить график Хилла. Для этого достаточно точно измерить тангенс угла наклона в средней части обычной кривой связывания, построенной в координатах lg[X] у <или АЛ) . Помимо этого, можно определить Д1д[Х], соответствую-шее изменению у от 0,1 до 0,9, и далее из уравнения (4-36) рассчитать [c.263]

Взаимодействие такого рода называют кооперативным-, в этом случае график зависимости т оличества связанного Оз от напряи ения кис. го-рода будет иметь форму сигмоидной кривой, а не гиперболы (фиг. 107). Сходные кривые получаются также для процесса образования комплекса гемоглоб ина с СО, с той литпь разницей, что константы связывания здесь примерно в сто раз болыпе. [c.384]

В табл. 15.1 приведен ряд величии изменения свободной энергии взаимодействия для связывания двух различных лигандов с некоторыми белками. Обнаружено, что свободная энергия взаимодействия имеет как положительное, так и отрицательное значение, что соответствует антагонистическому и кооперативному эффектам. Все найденные величины свободной энергии лежат в интервале от О до 2,5 ккал/моль. Следует отметить, однако, что полученные данные не многочисленны и дальнейшие исследования, по-вцднмому, расширят область значений ДС 2- По крайней мере в некоторых случаях энергия взаимодействия достаточно велика, чтобы вызвать вполне заметное изменение кривых насыщения макромолекулы лигандом, которое можно было ожидать на основании графика на рис. 15.9. Примеры изменения кривых насыщения демонстрируются в гл. 17, где обсуждается взаимодействие лигандов прн их связывании с аспартат-карбамоилтрансферазой и гемоглобином. [c.31]

РИС. 15.13. График Скэтчарда в случае связывания лиганда на однородной решетке при условии к = I М и / = 1 для различных значений параметра кооперативности и (M Ghee, von Hippel. 1974). [c.37]

Положительная кооперативность не предназначена для увеличения сродства гемоглобина к кислороду константа связывания кислорода свободными цепями гемоглобина значительно выше константы связывания первого моля кислорода дезоксиге-моглобином и приблизительно равна константе связывания кислорода оксигемоглобином. Положительная кооперативность обеспечивает резкое изменение степени сродства в очень узком диапазоне давлений кислорода. Это позволяет гемоглобину насытиться кислородом в легких и затем высвободить примерно 60% его в тканях. Процесс насыщения может осуществляться в довольно узком диапазоне давлений, что обусловлено крутизной графика зависимости степени насыщения от давления кислорода в области 50%-ного насыщения. Кривая, описываемая простым ураинением Михаэлиса — Ментен, гораздо более пологая. (Коэффициент Хилла является мерой крутизны кривой насыщения в точке, отвечающей 50% насыщения для сигмоидной кривой, отвечающей связыванию гемоглобина, /г 3, а для гиперболы А=1.) [c.268]

Изогнутый вид кривой на графике Скэтчарда может свидетельствовать также о кооперативности процесса связывания гормона с рецептором (рис. 46 Б). В этом случае два разных по сродству участка связывания не предсуществуют. Если в одной молекуле рецептора есть несколько гормонсвязывающих участков (исходно с [c.126]

Рис. 48. Характер зависимости связывания от концентрации гормона при, некоопе,р1ати иом (п=1), положительном (п=2) я отрицательном (п=0,5) кооперативном влиянии гормона на рецептор У=1[НИ/[Ко] — степень оккупации рецептора гормоном А — прямые К00 рдинаты Б — двойные обратные величины В — график Скэтчарда Г — -график Хилла

Исходя из вида кривой насыщения, представленной в координатах Скэтчарда, можно предположить, что ДАДЛЭ или взаимодействует с двумя типами связывающих мест, или имеется связывание ДАДЛЭ мембранами мозга с отрицательной кооперативностью. Как было указано выше, координаты Хилла не позволяют дискриминировать эти два случая. Поэтому представим изотерму связывания в координатах Бьеррума (рис. 3.52). Исходя из вида графика в этих координатах нельзя предположить существование более чем одного типа мест связывания. По точке перегиба log (1,3 нМ) определяем константу диссоциации (20 нМ). [c.403]

Каковы основные предпосылки модели лиганд-рецепторного взаимодействия, описываемой схемой (1.2) и уравнением (1.1) Какие из этих предположений могут нарушаться 2. Выведите уравнение, описывающее концентрацию лиганд-рецепторных комплексов в зависимости от количества добавленного лиганда, если концентрации лиганда и рецептора соизмеримы Как определять параметры рецепторного связывания в этом случае Приводит ли изменение концентрации лиганда за счет лиганд-рецепторного взаимодействия к изменению аналитического вида графиков, построенных в координатах Скэтчарда 3. Какие изменения наблюдаются в графиках, построенных в координатах Скэтчарда, при отсутствии равновесия в системе лиганд-рецептор 4. Какие характерные изменения наблюдаются в кинетике лиганд-рецепторного взаимодействия, если изменяется суммарная концентрация лиганда или рецепторов За счет каких процессов это может происходить 5. Как можно разграничить процессы рецепторного связывания, транспорта и деградации лиганда 6. Какие изменения в кинетике связывания наблюдаются при наличии двух типов мест связывания 7. Дайте определение понятию кооперативность . Какие виды кооперативного лиганд-рецепторного взаимодействия вы знаете 8. Выведите уравнение для преобразований Хилла. 9. Как с помощью координат Хилла определять степень кооперативности Сравните понятия степень кооперативности и кажущаяся степень кооперативности . 10. Выведите уравнение для преобразований Бьеррума. Как определять число мест связывания в координатах Бьеррума 11. Как с помощью координатных методов определить модель лиганд-рецепторного взаимодействия 12. Как определяются основные кинетические и равновесные параметры рецепторного связывания [c.404]