Активные центры рецепторов

Рис. 20.4. Схема активного центра рецептора морфина

Функциональная роль полипептидных цепей. Если молекула рецептора построена из нескольких различающихся по строению полипептидных цепей, их вклад в организацию активного центра рецептора, равно как участие в реализации эффекторных свойств, может быть неодинаков. Это положение иллюстрируют данные о строении рецептора инсулина. Одна из цепей этого белка (а) участвует в образовании активного центра, в то время как другая (Р) отвечает за эффекторные свойства рецептора. В других рецепторных белках разноименные полипептидные цепи совместно участвуют в формировании активного центра рецептора (см. табл. 1). [c.15]

Клеточные рецепторы избирательно взаимодействуют с самыми разнообразными по химическому строению веществами — от органических соединений с небольшой молекулярной массой до высокомолекулярных белков. Размеры молекул рецепторных белков, число образующих их полипептидных цепей варьируют (табл. 1). Вполне закономерно поэтому стремление выявить характерные для каждого рецептора особенности структуры участка, ответственного за распознавание лиганда. Вместе с тем анализ функциональных свойств различных по специфичности (т. е. распознающих различные лиганды) рецепторов выявляет определенные черты сходства между ними. Как было показано в гл. 2, прн взаимодействии рецепторов со своими лигандами происходит их активация, выражающаяся либо в усилении ферментативной активности рецепторов, либо в изменении их сродства к внутриклеточным белкам или ДНК. Этот процесс связан с глубокой конформационной перестройкой рецепторных белков, распространяющейся на участки, находящиеся на большом удалении от центров связывания лигандов (активные центры рецепторов). Последнее дает основание считать, что внеклеточные участки различных по специфичности рецепторов, в пределах которых находятся активные центры последних, должны использовать сходные принципы структурной организации, обеспечивающие при связывании любого по строению лиганда изменение конформации внутриклеточных участков молекул рецепторов. [c.43]

Принципы исследования активных центров рецепторов [c.44]

Иммунологические методы. К очищенным рецепторам могут быть получены антитела как с помощью обычной техники иммунизации лабораторных животных, так п с использованием техники гибридом. Такие антитела можно использовать для сравнительной характеристики различных по специфичности рецепторов и для сопоставления строения активных центров рецепторов и антител, связывающих одни и те же лиганды. [c.46]

Существование общего принципа структурной организации активных центров рецепторов [c.46]

Нетрудно представить себе, исходя из огромного разнообразия клеточных рецепторов, какой объем работы необходимо проделать, чтобы охарактеризовать строение активных центров рецепторов к достаточно большому числу лигандов. Если осуществлять такой анализ без предварительной гипотезы относительно возможных способов организации активных центров рецепторов, обобщить результаты химического анализа будет крайне затруднительно. [c.46]

Большие возможности для формирования представлений о наиболее общих принципах организации активных центров рецепторов открываются в случае сравнения активных центров рецепторов и антител, направленных к одному и тому же лиганду. [c.46]

Как известно, макрофаги экспрессируют рецептор для lq (см. гл. 3 и 5). Активный центр этого рецептора содержит структуры, являющиеся детерминантами для антител против антител к lq (см. разд. 3.2). Моновалентные Fab-фрагменты указанных антиидиотипических антител блокируют активный центр рецептора для lq, эффективно конкурируя с последним. Это определяет возможность использования РаЬ-фрагментов антиидиотипических антител для оценки роли рецептора в регуляции биосинтеза белка, распознаваемого этим рецептором. Как показали выполненные эксперименты (А. Я. Кульберг и др., 1986), добавление в среду РаЬ-фрагментов антител против антител к lq приводит к подавлению биосинтеза lq покоящимися перитонеальными макрофагами (рис. 22). Одновременно в этих же условиях был исследован биосинтез других белков, продуцируемых макрофагами. Для этого с помощью иммобилизованных антител из препаратов извлекали lq, а остальные белки (как внутриклеточные, так и присутствующие в культуральной жидкости) осаждали трихлоруксусной кислотой и определяли их радиоактивность. Оказалось, что в присутствии РаЬ-фрагментов антиидиотипических антител биосинтез водорастворимых белков макрофага (за исключением lq) не изменяется. Таким образом, избирательное блокирование активного центра рецептора для lq сопровождается подавлением биосинтеза только lq. [c.88]

Разнородность происхождения, строения и структуры сладких веществ долго мешала выяснению их основных общих характерных признаков, вызывающих реакцию рецептора. Шелленбергер [14, 15] в 1963 г. открыл единое, характерное для молекул сладких веществ свойство. Он предположил, что между вкусовым веществом и рецептором существует взаимодействие, заключающееся в возникновении водородной связи между определенными местами сладкого вещества - и активными центрами рецептора. Термином рецептор обозначается высокоспецифнческое упорядоченное место на целевой молекуле, которая принимает (рецептирует) молекулу сладкого вещества в результате начинается цепь реакций, приводящая к конечному химико-динамическому эффекту (рис. 1.1). [c.11]

Расхождения данных, полученных в рассмотренных выше работах, были обусловлены тем, что в их основе лежали расчеты статистических конформаций аспартама и ие учитывались конформациоиные изменения, возникающие при адсорбции на поверхности рецептора. Для получения более точных данных необходимо непосредственное изучение строения комплекса дипептидов с активными центрами рецептора. [c.20]

Если молекулы избирательно адсорбируются на активном центре рецептора, то насыщение сладких центров концентрированными растворами сахаров или горьких центров крепкими растворами хининов приведет к тому, что вкус последующих порций этих веществ изменится. Ощущение горького вкусаа-о-маннопираиоэида, как было показано в работе [54], уменьшается после насыщения рецептора языка сахарозой. Аналогично снижается сладкий вкус, если предварительно рецепторы были насыщены хинином. Следовательно, адсорбция молекул этого соединения происходит одновременно на сладких и горьких центрах рецептора. [c.24]

Следовательно, центры рецепторов, отвечающие за возинк-новение сладкого и горького вкуса, должны быть расположены на расстоянии не более 0,3—0,4 нм друг от друга. Этих результатов совершенно недостаточно для установления детального строения активных центров рецепторов, но на их основе могут быть сформулированы методические принципы получения и предсказания активности молекул сладких веществ [20]. [c.25]

U-B-B-B-R соответственно с тремя и четырьмя состояниями Lys и Phe . Для БПП характерно равномерное энергетическое распределение конформаций (0 0,5 0,6 1,2 . .. 3,0 ккал/моль). У [Pro ]-Bririj наблюдается заметный разрыв в величинах энергии глобальной и следующих за ней конформаций (0 2,4 2,7 . .. 2,9 ккал/моль). Поскольку минимумы потенциальной поверхности природного пентапептида не разделены высокими барьерами, его боковые цепи могут легко совершать взаимообусловленные конформационные перестройки в соответствии с геометрией активного центра рецептора, не повышая заметно при этом своей энергии и не изменяя форму пептидного остова. Отмеченной особенностью обладают также конформации БПП альтернативной формы - R-R-R-B-R (fffe). [c.263]

В исследовании взаимодействий полифункциональных гормонов и рецепторов с привлечением синтетических аналогов не исключены ситуации (они не предсказуемы, поскольку выбор аналогов, как правило, случаен), когда наиболее предпочтительная конформация синтетического пептида стерически комплементарна активному центру рецептора, но необходимый комплекс тем не менее не образуется, так как модифицированная последовательность не содержит остатков, необходимых для образования эффективных контактов с функциональными группами рецептора. Возможен, конечно, и прямо противоположный случай, приводящий к тому же результату. Принципиально слабым местом в используемом в настоящее время подходе к установлению зависимости между структурой и функцией пептидов и, в частности, гормонов является то, что он базируется на случайном поиске синтетических аналогов методом проб и ошибок Поэтому, отдавая должное усилиям в экспериментальном и теоретическом изучении искусственно модифицированных последовательностей энкефалинов, следует сказать, что при существующем интуитивном выборе модельных соединений можно рассчитывать лишь на частный успех. Качественный прогресс здесь можно ожидать только при строго научном, а не случайном подборе аналогов, иными словами, при отходе от метода проб и ошибок к методу, обладающему предсказательными возможностями и доказательной силой. Первая попытка в этом направлении [28, 29] основывается на решении обратной структурной задачи, т.е. на сознательном, целенаправленном конструировании химического строения немногочисленных искусственных аналогов, пространственное строение которых в своей совокупности отвечает набору низкоэнергетических, физиологических активных состояний природного гормона (см. гл. 17). Детально структурнофункциональная организация природных пептидов будет обсуждена в следующем томе издания "Проблема белка". О первых успехах рентгеноструктурного анализа в изучении трехмерных структур рецепторов рассказывается во втором томе издания [98. Гл. 3, 4]. [c.353]

Следует специально подчеркнуть, что уже в структурной формуле молекулы заложено много информации, связанной с реакционной способностью рассматриваемого соединения вообще и с взаимодействием его с рецептором в частности. Так, введение любого заместителя в исходную молекулу вызывает пертурбацию в той или иной степени всей совокупности внутримолекулярных взаимодействий, способной повлиять на электронную и стерео-химическую комплёментарность реакционноспособных атомов и групп молекул активным центрам рецептора. Отсюда ясно, что степень совершенства языка описания структуры предопределит полученный результат. До самого последнего времени разделение ДС осуществлялось по типу атомов и характеру его связей [7, 18, 19]. При таком подходе четкость разграничения электронных свойств ДС должна повлиять на успех выявления общности или различия в характере взаимодействия молекул с рецепторами. [c.121]

Для инициирования соответствующего сигнала достаточно, чтобы структуре активного центра рецептора соответствовало пространственнохимическое строение даже части молекулы осмофора. Если молекула осмофора достаточно гибкая, то она может взаимодействовать с несколькими белками-рецепторами и вызывать ощущения смещанного запаха. Пока активный центр рецептора занят молекулой осмофора, другие молекулы не могут образовать с данным рецептором соответствующий комплекс, и носовая полость перестает чувствовать запах. [c.467]

С помощью метода метки по сродству удается оценить вклад в организацию активного центра рецептора боковых аминокислотных остатков полипептидных цепей, образующих его молекулу. Для этого рецепторный белок с ковалентно присоединенным к нему лигандом разделяют на полипептидные цепи и определяют, с какой из цепей связан лиганд (см. разд. 3.1). Каким же образом лиганд, содержащий только одну реакционноспособную группу, может оказаться связанным с аминокислотными остатками двух полипептидных цепей, если обе они участвуют в образовании активного центра Такая возможность существует потому, что при отсутствии стерических ограничений реакционноспособная группировка лиганда способна вступать во взаимодействие с любым подходящим аминокислотным остатком в активном центре, причем вероятность взаимодействия с боковыми остатками соответствующих цепей будет зависеть от их прост-ранс1веи1юго расположения относительно модифицированного лиганда после связывания его в активном центре. [c.15]

Метод метки по сродству получил широкое распространение при изучении активных центров антител. Поскольку антигенсвя-зывающие рецепторы В-лимфоцитов имеют иммуноглобулиновую природу и не отличаются по строению своих активных центров от антител, данные, полученные при изучении последних, приложимы для анализа организации активных центров рецепторов В-лимфоцитов, а также рецепторов другой специфичности. [c.15]

Таким образом, активные центры рецепторов образуются во многих случаях при участии одной цепи или двух идентичные полипептидных цепей. Среди немногих исключений — антнгенсвя- [c.18]

Идентификация аминокислоп ых остатков в активном центре. С этой целью используют метод метки по сродству (см. гл. 1). Препараты рецепторов должны быть высокоочищенными. Лиганды с хорощо изученной структурой модифицируют с таким расчетом, чтобы они образовывали в активном центре рецептора ковалентные связи с боковыми аминокислотными остатками отрезков цепи, формирующих центр. Чаще других используют бромацетильные прс>изводные и фотоактивируемые производные лигандов. Доказательством фиксации лиганда именно в активном центре служит факт необратимого блокирования им центра, препятствующего связыванию немодифицированного меченого лиганда. [c.45]

Строение консервативных участков вариабельных районов иммуноглобулинов было рассмотрено подробно гля того, чтобы показать высокую эволюционную устойчивость генетических элементов, кодирующих эти структуры. Если предположить, что гены, кодирующие активные центры рецепторов нелимфоидных клеток, и вариабельные гены для полипептидных иепей иммуноглобулинов имеют единое эволюционное происхождение, то в таком случае и те и другие могут включать в себя элементы, кодирующие сходные по строению консервативные участки. [c.49]

Ряд выполненных к настоящему времени исследований свидетельствуют в пользу того, что антиидиотипические и антивариотипические антитела реагируют со структурами в активных центрах рецепторов, не имеющих иммуноглобулиновой природы. С использованием в качестве антигена антител против инсулина были получены антиидиотипические анти-антитела, способные реагировать не только с активным центром антител против инсулина, но и активным центром рецептора инсулина на клетках бурого жира (адипоциты). Инкубация адипоцитов с указанными антиидиотипическими антителами приводила к утрате клетками [c.50]

Блокирование активного центра рецептора в этих условиях может означать, что в нем присутствуют структуры, подобные идиотипспецифическим детерминантам антител против инсулина. А так как идиотип антитела определяется прежде всего гипервариабельным и участками К-ранонов его полипептидных цепей, то, следовательно, иммунологическими методами можно показать существование в активном центре клеточного рецептора и антитела к одному и тому же лиганду сходных по строению участков, определяющих специфичность сравниваемых белков (К. Sege, Р. Peterson, 1981). [c.51]

Приведенные в разд. 3.2 данные о сходстве антигенного строения активных центров ряда изученных к настоящему времени рецепторов, с одной стороны, и антител к тем же лигандам — с другой, согласуются с изложенной выще гипотезой. Однако оставался вопрос, на который еще не было получено ответа. Как известно, гормоны белковой природы (например, инсулин) и еще более сложные по строению белки, каким является lq-компо-нент комплемента, имеют различные по строению антигенные детерминанты. При изучении рецепторов нелимфоидных клеток, распознающих такие сложные по строению лиганды, как перечисленные белки, невозможно достаточно простыми средствами строго доказать, действительно ли одни и те же структуры в молекуле лиганда распознаются клеточным рецептором и антителами к тому же лиганду, так как к каждой антигенной детерминанте этого лиганда образуется особое по специфичности антитело. При сравнении строения активных центров рецептора сложного по строению лиганда, с одной стороны, и антитела к одной из детерминант этого лиганда — с другой, недостаточно установить факт конкуренции за лиганд рецепторного белка и антиидиотипического антитела. Следует считаться с тем, что рецептор через свой активный центр может распознать значительно больший по величине участок молекулы лиганда, нежели активный центр сравниваемого антитела. Антиидиотипическое антитело и в этом случае может создать стерическое препятствие для связывания рецептором лиганда. Вот почему для более строгого доказательства обсуждаемой гипотезы необходимо обнаружить на нелимфоидных клетках рецепторы, способные распознавать простые по строению гаптены, и изучить строение активных центров таких рецепторов, сопоставив его со строением активных центров антитела к тому же простому гаптену. [c.53]

Как было показано, Fab-фрагменты антител против lq не способны заблокировать непосредственно на клеточной поверхности активный центр рецептора для lq (см. с. 151). Вместе с тем этим свойством обладают Fab-фрагменты антител против антител к lq, т. е. фрагменты антиидиотипических антител. Ингибирующим действием обладают также Fab-фрагменты антивариотипических (анти-Кн) антител. Все это может означать, что рецептор для lq на клеточной поверхности пространственно изолирован от антирецептора, комплементарного антителам против lq. [c.80]

Поскольку остаточный синтез lq макрофагами, культивируемыми в среде, которая содержит Fab-фрагменты антиидиотипических антител, носил конститутивнын (постоянный) характер (рис. 22), было сделано заключение, что блокирование активного центра рецептора для lq строго избирательно подавляет процесс ин-дуцибельного синтеза lq макрофагами (А. Я. Кульберг и др., 1986). [c.89]