Белки содержания спиральных структур

Если бы а-спираль была единственным типом вторичной структуры белков, то все они были бы жесткими палочковидными образованиями. Поскольку это не так, следует заключить, что а-спирали составляют лишь отдельные участки полипептидных цепей. Отклонение от а-спиральной структуры вызвано разнообразными факторами к ним относится содержание пролина, оксипролина и (или) валина в пептидной цепи. После образования пептидной связи амидный водород отсутствует в пролине и оксипролине, и эти аминокислотные остатки не могут участвовать в образовании водородных связей в а-спирали. Изопропильная группа валина, по-видимому, ослабляет а-спираль из-за стерического отталкивания. [c.408]

В 1-м столбце табл. 13 приводятся данные об избытке содержания правых а-спиралей над другими формами в различных белках, рассчитанные по наблюдаемым значениям Ьо. При этих расчетах делалось допущение, что влияние боковых цепей белка на оптическое вращение несущественно. Если белок растворить в 2-хлорэтаноле или других органических растворителях, не образующих водородных связей, то абсолютные величины Ьо часто оказываются большими, чем при других растворителях. Соответственно увеличиваются и рассчитанные по ним величины содержания спиральных структур для тех белков, в которых это содержание низко (см. табл. 13), достигая в некоторых случаях 60%. Исключением является инсулин, для которого подобных изменений не наблюдается. Добавление 2-хлорэтанола приводит к ослаблению гидрофобных связей, поскольку концентрация воды при этом уменьшается, и способствует образованию внутримолекулярных водородных связей, так как конкуренция за водородные связи со стороны растворителя ослабевает. [c.291]

В табл. 13 приведено наблюдаемое содержание спиральных форм в некоторых белках, определенное тремя различными методами. Расхождение между результатами, полученными этими тремя методами, может стать источником дополнительной информации, если принять во внимание, какую величину в действительности позволяет определить каждый из них. Как было указано выше, даже нри измерении числа медленно обменивающихся атомов водорода двумя разными методами — на основании данных о плотности и на основании поглощения в инфракрасной области — получаемые величины имеют различный смысл. В большинстве случаев избыточное содержание спиральных структур, определенное по дисперсии оптического вращения, меньше величин, получающихся при использовании двух других методов. Можно указать несколько причин, которые [c.297]

Для расчета доли спиральной формы можно также воспользоваться линейной зависимостью между этой величиной и поглощением белка в ультрафиолетовой области при длинах волн менее 200 ммк, где находится полоса поглощения пептидной группы. В этой области поглощение зависит от конформации молекулы — для спиральной структуры оно вдвое слабее, чем для хаотической или Р-структур, спектры которых подобны. Наблюдается также дихроизм поглощения в ультрафиолетовой области, обусловленный особенностями симметрии спирали. Данные о содержании а-спиральной формы, рассчитанные на основании интенсивности поглощения при 190—200 ммк, приведены в последнем столбце табл. 13. При измерениях в этой коротковолновой области необходимо учитывать светорассеяние и разницу в поглощении, обусловленном боковыми группами для двух конформаций. [c.297]

К этому времени читатель, конечно, решил, что коль скоро речь идет об определении структуры белка, лучше обойтись без методов ДОВ и КД. Однако, как видно из рис. 16-10,5, эти методы иногда полезны. Действительно, как показано в табл. 16-2, методы ДОВ и КД могут применяться для общего описания содержания спиральных структур в белках. Кроме того, в результате недавних исследований спектров КД внесена ясность в некоторые проблемы и получена информация, облегчающая интерпретацию особенностей спектров. Важно представлять себе, что экспериментатор не всегда может откладывать экспериментирование до тех пор, пока будут доступны данные рентгеноструктурного анализа, и информация, извлеченная из исследований спектров КД в сочетании с данными других методов, таких, как флуоресценция, ядерный магнитный резонанс и седиментация, [c.469]

Особенность интегральных белков - наличие в их полипептидной цепи довольно протяженных участков с преобладающим содержанием неполярных аминокислот. Как правило, эти участки имеют конформацию ач пирали, на наружной стороне к-рой расположены боковые углеводородные фрагменты аминокислотных остатков, в результате чего вся спираль, в целом, приобретает гидрофобный характер. Доля а-спиральных участков в мембранных белках довольно велика (составляет 30-50%), остальная часть полипептидной цепи находится преим. в форме неупорядоченного клубка. Участков с Р-структурой, как правило, мало. [c.29]

Сравнение результатов методов КД и рентгеноструктурного анализа по определению содержания спиральных структур в белках [c.470]

Уравнение (XVI. 4) можно получить на основании приближенной теории, исходя из модели связанных осцилляторов. В этом уравнении фигурируют три (а не четыре, как в двучленном уравнении Друде) параметра, определяемых экспериментально. В отличие от параметра параметры о и Яо почти не зависят от природы растворителя. Поскольку второй член в уравнении (XVI. 4) описывает вклад спиральной структуры в дисперсию оптического вращения, параметр Ьо может служить мерой содержания спиральных форм в макромолекуле. В большинстве случаев данные по дисперсии дают возможность достаточно точно определить эти три параметра. Параметр >о определяют по наклону кривой зависимости [/га ](Я —Хо) от построенной на основании уравнения (XVI. 4). Значение Яо подбирают методом проб й ошибок так, чтобы получить прямую линию. Поскольку как для хаотического клубка, так и для а-спиральной конфигурации многих белков и полипептидов Яо 212 ммк, вклад а-спиральной конфигурации характеризуется только величиной параметра Ьо- [c.289]

Для денатурированных белков величина т] колеблется в пределах от —85 до —100° и отражает различия в аминокислотном составе белков. Это соответствует полностью неупорядоченной структуре (статистический клубок). При наличии а-спиралей характер дисперсии оптического вращения меняется и в уравнении Друде появляется второй член, равный квадрату первого, который характеризует вклад спирали в дисперсию оптической активности. Новый коэффициент в этом члене пропорционален содержанию а-спиральных структур в белке (Моффит, Кирквуд). По измерению дисперсии оптической активности можно рассчитать степень спиральности (упорядоченности) молекулы. У пепсина, например, она равна 28%, а у миоглобина — 70. [c.58]

Методы исследования пространственного строения белков и пептидов в растворе. Конформационные состояния белков и пептидов в растворе исследуются различными методами, каждый из которых имеет свои достоинстаа и ограничения. Информацию о вторичной структуре можно получить из ультрафиолетовых спектров поглощения в области ISO — 210 нм как показали исследования регулярных полипептидов (например, полилизина), а-спираль имеет меньшее (гипохромизм), а Р-структура большее (гиперхромизм) поглощение, чем неупорядоченный клубок. В течение долгого времени процентное содержание а-спиральных структур оценивали по кривым дисперсии оптического вращения (уравнение Моф-фита, 1956). В настоящее аремя содержание различных типов аторичных структур определяется из спектров кругового дихроизма (КД) на основе сравнения спектров пептидов и белков с кривыми КД канонических вторичных структур, полученных для регулярных полипептидов (Э. Блоут, 1961) (рис. 64) или выведенных на основе анализа кривых КД ряда белков с установленной пространственной структурой в кристалле. [c.111]

Открытие аномальной дисперсии а-спиральных полипептидов показало существование конформационного вращения, обусловленного спиральной структурой [44, 45, 49—55, 587]. Известно, что нативные белки обладают гораздо меньшим отрицательным вращением, чем денатурированные белки. Это позволило предположить, что такие изменения во вращении связаны с потерей спиральности. Уравнение, выражающее свойства ДОВ а-спиральных полипептидов, было использовано в качестве основы для оценки содержания а-спиралей во многих типах синтетических полипептидов и белков. Рассмотрение этой проблемы с теоретической точки зрения допускает связывание экситонов и показывает, что сильные эффекты Коттона противоположных знаков (куплет) должны возникать в результате каждого сильного электронного перехода, такого, как л °- я-переход при 190 нм. Подобные электронные переходы имеют параллельную и перпендикулярную поляризации относительно оси а-спирали [44, 45, 588, 589]. Позднее показано, что для неопределенно длинной спирали они вызывают появление другого куплета. Такой более точный подход с точки зрения экситонной теории позволяет предсказать четыре полосы для каждого сильного поглощения. Для а-спирали их появление ожидается при 185, 189 и 193 нм. Кроме того, как показано в разд. 4.1, для п—>-я -пере-хода пептидной связи оптическая активность ожидается около 215 нм [69, 70, 554—557]. Современные приборы не [c.92]

Для идентификации спиральных участков в развернутой цепи и их последующей укладки в окончательную структуру Лим и соавторы сформулировали ряд стереохимических правил, выведенных из качественного рассмотрения атомных моделей и интуитивных соображений. На основе таких правил предсказаны пространственные формы полипептидных цепей четырех белков, трехмерные структуры которых известны. Приведем сопоставление экспериментальных и теоретических данных, касающихся содержания регулярных структур в карбоксипептидазе. В белке содержится 113 спиральных остатков, из которых правильно предсказаны 75 при 40 ошибках в -структуры входят 45 остатков, правильно определены 42, неправильно — 21 конформационные состояния остальных остатков не идентифицированы. Подобная точность предсказания имеет место и в других случаях. [c.263]

Е. -это наиболее распространенные белки у млекопитающих их отличительными чертами являются трехцепочечная спиральная структура и высокое содержание глицина и пролина. [c.266]

Из аминокислотного состава структурных белков мембран вытекает еще одно существенное следствие. Содержание в их составе аминокислот, препятствующих спирализации, таково, что доля а-спиральной структуры может составить в среднем 40% полипептидной цепи. Действительно, экспериментальные данные, полученные методом инфракрасной спектрофотометрии, дисперсии оптического вращения и кругового дихроизма, убеждают в том, что значительная часть полипептидной цепочки структурных белков мембран находится в а-спиральной форме (от 30 до 50%). [c.90]

Для фибриллярных белков характерна спиральная структура с периодом идентич- ности примерно 7а (фиброин). Белки со кскладчатой структурой (кератин) состоят, по-видимому, из вытянутых цепей, связанных друг с другом межмолекулярными водородными связями. Глобулярные белки часто содержат участки, в которых остатки аминокислот частично входят в спиральную конформацию и частично — в неспирализованные сегменты. Измерение содержания спиральных участков на основании изменения вращательной способности при денатурации было применено впервые для полиаминокислот (см. 31,35) и позднее перенесено на белки. Второй метод основан на скорости изотопного обмена вторичного амидного водорода на дейтерий. Обмен в спирализованной ча-сти. молекулы идет медленнее, чем в беспорядочно свернутых сегментах (Блу, 1953—1961 Линдерштрем-Ланг, 1955). [c.710]

Сравнение данных по измерению удельного оптического вращения и дисперсии оптического вращения глобулярных белков в водных растворах и растворах, насыщенных углеводородом, позволило сделать вывод, что солюбилизированный углеводород практически не изменяет содержания спиральных структур в глобулах белков. Влияние солюбилизации углеводорода на устойчивость глобулярных белков к тепловой денатурации изучалось на примере яичного альбумина при pH 7,2, химотрипсина при pH 4,25 и 7-глобулина при pH 9,2 — по изменению удельного оптического вращения. Тепловая денатурация у-глобулина при pH 9,2 оценивалась также спектрофотометрически, а тепловая денатурация трипсина при pH 3,75 — по снижению ферментативной активности. [c.30]

Структура миоглобина была определена с помощью метода дифракции рентгеновских лучей, который дал возможность приблизительно определить положение каждого из 2600 атомов в молекуле белка. Когда это было сделано, то оказалось, что 77% полипептидной цеии миоглобина существует в а-спнраль-1ЮЙ конформации с углами между связями и размерами, которые указаны иа рис. 40.4. В настоящее время известно, что миоглобин пмеет большее содержание спиральных структур, чем любой другой природный белок, в котором доля таких структур лежит в пределах от О до 70%. Неспирализованные участки могут и.меть вторичную структуру, являющуюся следствием внутрицепочечных взаимодействий (см. стр. 367), либо вовсе ие иметь фиксированной вторичной структуры. Во втором случае говорят, что спираль имеет статистическую структуру. [c.379]

Метод изоморфного замещения тяжелыми атомами позволил, таким образом, получить для миоглобина разрешение 2 АТеперь, когда многие детали структуры выявлены, оказывается возможным ее последовательное уточнение с помощью прямого синтеза Фурье для кристаллического миоглобина, уже не содержащего тяжелых атомов. Такой синтез был проведен при разрешении 1,4 А и была определена электронная плотность для 500 ООО точек элементарной ячейки. При таких высоких разрешениях возникают новые трудности, одна из которых связана с разрушением кристалла в результате длительного облучения рентгеновскими лучами, необходимого для выявления слабых рефлексов в дальней области дифракционного поля. В этой работе вместо фотографических методов регистрации применялись чувствительные ионизационные методы и полученные данные непосредственно вводились в быстродействующие вычислительные машины, для которых составлялись специальные программы. Вся работа длилась в течение многих лет, причем большая часть времени ушла на усовершенствование техники. Теперь, когда эти трудности преодолены, исследование других глобулярных белков должно пойти быстрее. Однако следует отметить, что миоглобин является относительно легким объектом для анализа, так как он отличается от других глобулярных белков аномально большим содержанием спиральных структур (см. разд. 4 гл. XVI). Это упрощает расчеты методом последовательных уточнений, так как положение значительного числа групп, принадлежащих главной цепи молекулы, известно. [c.266]

Для синтетического полипептида поли-р-бензил-Ь-аспартата, растворенного в хлороформе, 6o=-f611. Следовательно, его молекулы имеют структуру левой а-спирали. Это заключение согласуется с малой стабильностью а-спирали в данном случае. Достаточно добавить в раствор этого полипептида в хлороформе дихлоруксусную кислоту в концентрации примерно 10%, чтобы вызвать переход к конформации хаотического клубка. В случае поли- -бензил-Ь-глутамата, имеющего структуру правой спирали, для перехода спираль — клубок требуется, чтобы отношение концентраций дихлоруксусной кислоты и хлороформа было равно приблизительно 70 30. Если в молекуле содержание левых и правых спиралей одинаково, то Ьо О. В отсутствие других форм вторичной структуры параметр Ьо служит мерой избыточного содержания спиральных форм одного из двух типов. Большая часть белков спирализуется, по-видимому, только в форме правой а-спирали. В этих случаях Ьо может служить непосредственно мерой содержания спиральных структур . [c.290]

При всех достижениях теоретического характера по предсказанию формы КД-спектров более ценным часто оказывается эмпирическое сопоставление спектров разных соединений. Например, на рис. 13-14 лриведены КД-спектры спиралей, р-структур и неупорядоченных пептидных цепей, рассчитанные из измеренных спектров в сочетании с анализом реальных структур, которые установлены с помощью рентгеновской кристаллографии [49]. Обратите внимание на глубокий минимум при 222 нм в КД-спектре а-спирали, который в случае р-структу-ры выражен значительно слабее. Для неупорядоченной структуры при этой длине волны КД почти полностью отсутствует. По глубине указанного минимума часто оценивают относительное содержание спиральных участков в белке. [c.27]

Одной из нерешенных проблем биологии является механизм Т1ревраш,ения химической энергии в механическую работу. Самыми маленькими движуш,имися органами являются жгутики бактерий, и можно думать, что исследования данного объекта помогут хотя бы отчасти проникнуть в эту тайну. Жгутики прокариот построены из белка одного типа — флагеллина. Молекулы флагеллина совсем не содержат остатков цистеина и триптофана, а остатки фенилаланина,, пролина и гистидина присутствуют в них лишь в небольших количествах. Этот белок характеризуется высоким содержанием гидрофобных аминокислот и имеет один остаток необычной аминокислоты — е- -метиллизина. Субъединицы жгутиков образуют спиральную структуру (рис. 4-7), формируя в ней также 11 почти параллельных оси опирали рядов— надспиралей с шагом 2,3 мкм Д. Эта последняя особенность жгутиков очень важна для понимания механизма их-функционирования. Мутантные бактерии, жгутики которых имеют линейную структуру, неподвижны. [c.281]

Общим свойством для белкоз пи фрагментов белков, проникающих в липидные бимолекулярные слои, является повышенное содержание в них а-спиральных структур. У мембранных белков, таких, как гликофорин или бактериородопсин, в липидном бимолекулярном слое удалось выявить один или несколько фрагментов, образующих а-спираль и состоящих из неполярных аминокислот [9]. [c.313]

Среди структурных белков особое место занимают кератины, поскольку они были первыми белками, изученными Астбюри метолом диффракции рентгеновских лучей. Их нерастворимость и биохимическая инертность не способствовали, однако, достаточному уровню активности исследований. Кератины образуют защищающие от внешней среды барьеры типа рогов, копыт, когтей, волос, шерсти и перьев. В перьях содержатся р-структуры, в то время как для волос и шерсти характерны а-спиральные структуры. Последние состоят из белков с низким содержанием серы эти микрофибриллы окружены матрицей двух других типов, одной с высоким содержанием глицина и тирозина, а другой—с высоким йроцентом серы. Во время синтеза прокератина в эпителиальных клетках в богатых серой белках имеются большие количества тиольных групп, образующих впоследствии дисульфидные связи, делающие кератин более жестким. Потерю волосами механической прочности при их обработке отбеливающими или восстанавливающими агентами (завивка-перманент) можно частично объяснить за счет расщепления дисульфидных связей. Восстановление и карбо-ксиметилирование дисульфидных связей (см. разд. 23.3.3) сделали возможным солюбилизацию и фракционирование некоторых компонентов кератина для последующего секвенирования [29]. В одном [c.572]

Из соображений общности уравнение (XVI. 4) применяют и в тех случаях, когда можно пользоваться и простым уравнением Друде (при этом считают 6о=0). Для некоторых типов молекул йо 0 для структуры хаотического клубка и Ьц——630, если вся структура представляет собой правую а-спираль. Для полипролина и для полипептидов с заместителями у р-углерода, отличными от водорода, параметры дисперсии имеют другие значения. Однако содержание таких аминокислот в белках обычно меньше 20%. Если зависимость Ьо от доли а-спиральных форм является линейной, то этот параметр может служить мерой содержания спиральных форм в макромолекуле (при отсутствии других форм вторичной структуры). [c.289]

На фиг. 53 приведены кривые изменения [аЬ и Ьо при добавлении диоксана в водный раствор р-лактоглобулина. Изменение происходит в два этапа сначала отрицательное вращение увеличивается, а затем уменьшается. Одновременно с уменьшением [а]в увеличиваются отрицательные значения Ьо. Добавление реагентов, образующих водородные связи с белком, в частности мочевины или формамида, способствует увеличению вращения (но не уменьшению его или изменению Ьо). Это позволяет предположить, что сначала происходит развертывание большей части нативной структуры, стабилизируемой гидрофобными связями, для которой характерно малое число спиральных форм, а затем (при отсутствии растворителя, конкурентного в отношении образования водородных связей) молекула свертывается, образуя спиральную структуру. Таким образом, при переходе от начальной нативной структуры к конечной конформации с высоким содержанием спиральных форм молекула проходит через более хаотическую промежуточную конформацию. Уменьшение отрицательного вращения, наблюдаемое на второй стадии при высоких концентрациях органического растворителя, обусловлено, по-видимому, образованием а-спиралей. Начальное увеличение вращения связывают е нерехедом -тедрофобного окружения— к водному или с вкладом р-структур, но число данных, которые позволили бы решить, какое нз этих предположений правильно, [c.292]

То обстоятельство, что при нагревании РНК поглощение в ультрафиолете увеличивается на 20—30% (в ДНК на 40%), говорит о наличии у РНК более или менее упорядоченной структуры и не позволяет рассматривать ее как клубок со случайно связанными ларами оснований. Действительно, при неспецифи-чеоком спаривании оснований, вероятно, не мог бы возникнуть гипохромный эффект, для которого требуется, чтобы основания были не только связаны водородными связями, но и расположены стопкой одно над другим. Таким образом, в РНК должны существовать спиральные области. Это заключение подтверждается соответствием между данными по изменению поглощения в ультрафиолете и изменению оптического вращения (фиг. 68). В разд. 4 гл. XVI мы видели, что оптическое вращение служит чувствительным показателем содержания спиральных форм в белках. Тот факт, что увеличение поглощения в [c.350]

Отмеченная выше оговорка имеет особое значение в случае кератинов. Это связано с тем, что белки кератинов содержат аномально большое количество одной из аминокислот—цистина. Пептидные остатки такой аминокислоты содержат дисульфидные связи, которые образуют сшивки между удаленнымн друг от друга остатками одной и той же или различных полипептидных цепей. (См., например, дисульфидные сшивки в инсулине, показанные на рис. 2). Если многие из этих поперечных связей существуют между участками одной и той же цепи, то в этом случае, очевидно, нельзя ожидать образования непрерывной а-спирали, однако рентгенограммы кератина, как правило, свидетельствуют об а-спиральной структуре. Этот факт, несомненно, объясняется составом кератинов. Недавно было открыто , что кератин шерсти состоит из нескольких различных по химическому составу белков и что некоторые из них (составляющие от 30 до 40% от общего количества белка) характеризуются очень низким содержанием серы в противоположность кератину как целому, который содержит много серы. Несомненно, что именно эти белки обусловливают а-спираль-ную структуру кератина шерсти. Вероятно, подобное положение имеет место и для других кератинов. [c.72]

Из рис. 30 мы видим, что вблизи полосы поглош,ения оптическая активность становится чрезвычайно большой, проходит через максимум, стремительно падает и затем, пзменнв свой знак, проходит через такой же глубокий экстремум. Подобное изменение оптической активности с сопровождаюш,им его дихроизмом носит название Коттон-эффекта. Для белков, у которых полоса поглощения лежит вблизи 190 П1 л, всю кривую получить не удалось. Однако часть кривой, а именно максимум оптической активности при 230 тц, достигающий огромной величины (12 000° у полипептидов и парамиозина), была получена для всех белков и полипептидов со спиральной структурой. У протамина, в котором спиральная структура полностью отсутствует, максимум не наблюдается, а у белков в 8М мочевине, т. е. реагенте, расщепляющем водородные связи, высота максимума уменьшается в 10 раз. Видно, что эта величина пропорциональна содержанию спиральных областей. Следовательно, измерением Коттон-эффекта в белках при 230 т л можно пользоваться для характеристики вторичной структуры белков, однако необходимо помнить, что количественной теории этого явления пока не существует. [c.74]

В первые на поли-у-бензил-Ь-глутамате было показано, что переход спираль — клубок можно проследить достаточно эффективно, пользуясь методом измерения оптического вращения [80]. Этот конформационный переход обычно совершается в присутствии добавок, которые способствуют ослаблению водородных связей, стабилизирующих спиральную структуру. Например, в смешанных растворителях, состоящих из дихлорэтана (растворитель, способствующий образованию спирали) и дихлоруксусной кислоты (способствующей образованию конформации клубка), этот полипептид претерпевает обратимый переход первого рода при содержании кислоты в смеси приблизительно 76 об. % (или 80 вес. о) (рис. 58). Такой резкий переход наблюдали также и в случае других пар растворителей он может даже происходить при добавлении небольших количеств нерастворителя, например воды, к раствору полипептида в хорошем растворителе задолго до осаждения полипептида (Доти и Янг, неопубликованные данные). Конформационный переход можно осуществить, не изменяя состав растворителя, просто понижением или повышением температуры раствора, состав которого близок к составу, при котором наблюдается переход в нормальных условиях. Более ярко конформационный переход показан на рис. 59, на котором приведены дисперсионные кривые, нормальная для конформации клубка и аномальная для спиральной формы. (Направление перехода в этом случае противоположно направлению аналогичного перехода при денатурации белков в последнем случае повышение температуры способствует возникновению разупорядоченной формы. Причину этого обращения направления конформационного перехода можно объяснить исходя из данных по термодинамике [80].) Поскольку а-спирали стабилизованы кооперативным влиянием водородных связей, можно ожидать, что резкость перехода должна зависеть от молекулярного веса и распределения по молекулярным весам полипептида, что в действительности было обнаружено для поли-у-бензил-Ь-глутаматов [80]. Кроме того, было показано, что включение в Ь-полипептид небольшого количества В-остатрюв приводит к ослаблению спиральной конформации, в результате чего при увеличении количества О-остатков до [0/(Ь + О) С 0,5] точка перехода сдвигается в направлении меньшей объемной доли дихлоруксусной кислоты [81]. [c.113]

Изменение устойчивости нативной конформации с изменением природы растворителя позволяет объяснить относительное значение различных факторов, определяющих третичную структуру белков. Стремление неполярных сорастворителей к денатурации водных растворов белков является сложным процессом. Когезия неполярных остатков в водной среде, с одной стороны, стабилизует спиральную конформацию, а с другой стороны, может быть основной причиной образования многих изгибов, посредством которых спиральные участки полипептидной цепи складываются в компактную структуру глобулярных белков в нативном состоянии. Уменьшение полярности среды может поэтому привести к уменьшению содержания спиральных конформаций [381, 390, 391] до того, как они разрушатся окончательно. Действие мочевины или солей гуанидина лишь частично объясняется разрушением гидрофобных связей. Было показано, что водный раствор мочевины является лучшим растворителем для неполярных веществ, чем сама вода [392]. Однако было также обнаружено, что водный раствор мочевины или солянокислого гуанидина оказывает специфическое сольватирующее действие па скелет полипептидной цепи, которое имеет совершенно другие характеристики, чем солюбилизация углеводородных остатков [393]. Наконец, уменьшение устойчивости нативной формы глобулярных белков с увеличением температуры доказывает, что разрушение третичной структуры является эндотермическим процессом, в то время как разрыв гидрофобных связей должен протекать экзотермически. Это приводит к выводу [394] о том, что знак измененля энтальпии определяет какой-то другой процесс,— возможно, разрыв водородных связей, сопровождающий разворачивание полипептидной цепи. [c.137]

Из этих данных видно, что увеличение расстояния между реакционноспособными группами оказывает на реакционную способность значительно меньшее влияние в случае тиоловых групп, чем в рассмотренном выше процессе, например при активации эфирной группы соседней карбо-ксилатной группой. Изменение в широких пределах реакционной способности тиоловых групп белков было содержанием детальных исследований [82, 83]. Эти различия, несомненно, являются результатом специфических взаимных влияний функциональных групп, располагающихся одна против другой в витках спирали полипептидной цепи нативного белка. При денатурации под действием реагентов, вызывающих разрушение спиральной структуры, обычно наблюдается исчезновение различий в реакционной способности тиоловых групп. Это, по-видимому, объясняется теми же факторами, которые рассматривались выше в связи с ионизационным равновесием. [c.40]

В.И. Лим и соавт. в ряде работ [105—109] в рамках а-спиральной концепции также придерживаются мнения о том, что спиральное содержание трехмерной структуры нативного белка составляет лишь часть спиралей, предшествовавших на первой стадии свертывания цепи. Главным узловым моментом трактовки механизма формирования пространственного строения белка является предположение о почти сплошном свертывании в начале процесса полипептидной цепи в а-спирали (они названы s-спиралями), которые в дальнейшем служат блоками для образования высокоспиральной промежуточной структуры. Эта структура имеет такую же, как у нативной конформации, топологию белковой цепи. Переход от промежуточного к конечному состоянию представлен простым растяжением некоторых из s-спиралей. Предполагается, что по локальным взаимодействиям s-спираль является самой компактной, стабильной и наиболее быстро формируемой 262 [c.262]

Влияние остатков за пределами т 8 на вторичную структуру белка ттринято несущественным, хотя эти границы в известной степени условны. Значение т = 0 отвечает вкладу остатка, занимающего центральное положение в сегменте. Аналогичное предсказание выполняют для каждого остатка в последовательности от /=1 до =п, после чего при необходимости расчеты повторяют для любого конформациоиного состояния 5. В результате каждому из остатков приписывают то из конформационных состояний 5, для которого уровень информации имеет наивысшее значение. На практике из результатов, полученных для каждого из состояний, вычитают некоторую условную константу, зависящую от типа конформации 5. Эту константу можно рассматривать как дополнительную информацию, полученную из данных по круговому дихроизму. Необязательно знать точное содержание вторичной структуры, а достаточно отнести белок к одному из типов, например спиральному, -складчатому и т. д. Физический смысл такого приема очевиден, поскольку белок, содержащий много р-участков, будет иметь тенденцию к дальнейшей стабилизации путем кооперативного образования водородных связей в складчатой структуре. Не менее важно также, что длинные а-спирали более стабильны, чем короткие. [c.588]

Этот метод, основанный на из.менении оптического вращения с изменением длии волн монохро.матического света, дает дополнительную информацию о структуре белка. Для синтетических полипептидов, таких, как поли-Ь-глутами-иовая кислота, кривые дисперсии различны для конфор.мацин неупорядоченного клубка, образующегося при pH 7 и спиральной конфор.мацни, образующейся прн pH 4,3 (рис. 6.18). Различие кривых дисперсии обнаружено также для нативны.х и денатурированных белков. Для расчета процентного содержания спиральных фор.м в белках используются различные фор.мулы, выведенные тео-ретически.м или эмпирическим путе.м. Однако в настоящее время приходится констатировать, что такого рода методы не могут давать точных абсолютны. значений, а способны лишь регистрировать из.менения в содержании а-спиральных форм у глобулярных белков, многие из которых имеют всего О—10%, а другие — до 70—80% аминокислотных остатков в этой конфигурации. Эти. методы представляют особую ценность при наблюдении конформационных переходов в белках, в то время как точное определение конформации и процента спи-ральности достигается сейчас лишь на основе данных рентгеноструктурного анализа. [c.202]

Девять параллельно расположенных протофибрилл обвивают кольцевыми витками две другие протофибриллы, образуя микрофибриллу (диаметр 8 нм), с периодичностью 20 км. Пучок микрофибрилл, окруженный аморфным матриксом, состоящим из глобулярных белков с высоким содержанием дисульфидных связей, образует макрофибриллу (диаметр 200 нм), к-рая заполняет веретенообразную клетку, ориентированную вдоль оси волокиа. Разрыв дисульфидных связей между соседними а-спиральными участками (напр., при нагр. или действии восстановителей) приводит к диссоциации а-К. на отдельные полипептидные цепи. При растяжении протофибриллы переходят в неустойчивую для о-К. млекопитающих Зчггруктуру (при этом длина их может увеличиться в 2 раза). Роговые покровы пресмыкающихся и птиц образованы а-К., включающими участки -структуры и неупорядоченные области. [c.372]

Стремясь облегчить интерпретацию, пробуют установить связь между эффектом Коттона и данными рентгеноструктурного анализа. Этим методом было, например, показано высокое содержание а-спиралей в миоглобине и немного меньшее (с учэ> т-ками /3-структуры) в лизоциме, карооксипептидазе А и папаине, в то время как в ри-бонуклеазе и химотрипсине а-спиральность оказалась очень низкой. Хорошая корреляция рентгеноструктурных данных и результатов ДОВ и КД была получена на мн-оглобине и лнзоциме, т. е. на белках с высокой спиральностью, но не удалась на химотрипсине. [c.385]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология