Белков кристаллы

Таким образом, в живых организмах структурообразование сопровождается разрывом и образованием новых химических связей, тогда как в процессе кристаллизации межатомные связи не затрагиваются. Кристаллы в условиях отвердевания приходят в термодинамическое равновесие с окружающей средой, когда вещество находится при данной температуре на самом низком энергетическом уровне. Продукты же структурообразования, идущего в организмах, например целлюлоза, белок и другие, далеки от термодинамического равновесия с окружающей средой. Они обладают повышенным запасом энергии, накопленной в виде энергии связи в их неплотных структурах. Жесткая направленность ковалентной связи не позволяет атомам и атомным группам, находящимся в момент структурообразования на высоком энергетическом уровне, переходить на самый низкий энергетический уровень, отвечающий [c.7]

Строением белков объясняются их весьма разнообразные. свойства. Они имеют разную растворимость некоторые растворяются в воде, другие — в разбавленных растворах нейтральных солей, а некоторые совсем не обладают свойством растворимости (например, белки покровных тканей). При растворении белков в воде образуется своеобразная молекулярно-дисперсная система (раствор высокомолекулярного вещества). Некоторые белки могут быть выделены в виде кристаллов (белок куриного яйца, гемоглобина крови). [c.353]

Принципиальный вопрос рентгенографии белков состоит в следующем в какой мере структура белковой молекулы в кристалле совпадает с ее структурой в водном растворе, в котором белок функционален Очевидно, что отрицательный ответ на [c.272]

Рис. 6-2. А. Кристаллы чистого цитохрома с, выделенного из сердца лошади. Цитохром с - это белок, который служит переносчиком электронов в митохондриях. Б. Кристаллы бычьего трипсина.

ВЫХ, размер кристалла хотя бы в одном из направлений дол кен быть не меньше 1 мм, а это значительно превышает размеры большинства белковых кристаллов, полученных обычными методами. Во-вторых, для установления структуры белка на основе данных но дифракции рентгеновских лучей необходимо исследовать не только нативный белок, но и ряд его изоморфных производных. Такие производные могут быть получены введением в белковые- [c.105]

Мы получим молочный сахар из молочной сыворотки, которая остается на сыродельных заводах после отделения от молока жира и белка с помощью сычужного фермента . Это слегка мутный водный раствор, в котором наряду с малым количеством оставшегося белка содержатся сахар и минеральные соли. В большой фарфоровой чашке упарим 300 мл молочной сыворотки (или несколько больше). Через некоторое время осядет оставшийся белок. Отфильтруем его и продолжим упаривание фильтрата до тех пор, пока не начнет кристаллизоваться молочный сахар. После охлаждения от полученной каши кристаллов отделим молочный сахар — лучше всего на воронке Бюхнера. Для дальнейшей очистки можно еще раз перекристаллизовать осадок из горячей воды. [c.304]

Биополимеры состоят большей частью из оптических изомеров лишь одного типа. Например, в белках встречаются лишь Ь-ами-нокислоты. Вследствие этого элементы зеркального отражения не могут быть элементами симметрии для белковых кристаллов, так как в результате проведения соответствующих операций симметрии получится белок, состоящий из О-аминокислот. Кристаллы белков могут иметь два элемента симметрии [c.233]

Главную часть полученной мутной жидкости фильтруют через сухой складчатый фильтр. Прозрачный фильтрат делят на две части. Одну часть фильтрата нагревают до кипения, при этом находящийся в растворе белок свертывается (ср. опыт 277), что видно по выделению хлопьев или по помутнению раствора. К другой части фильтрата добавляют при легком встряхивании сульфат аммония в порошке до прекращения его растворения (1—2 г). При этом жидкость над небольшим осадком избытка кристаллов соли мутнеет или появляются хлопья высоленного белка. При последующем добавлении двойного объема воды выделившийся осадок снова растворяется. [c.317]

Моделирование взаимодействий вода — белок в кристалле белка [c.202]

Осадки мочи делятся на организованные и неорганизованные. К организованным относятся бактерии, форменные элементы крови и клетки эпителия мочевыводящих путей. Неорганизованные осадки — кристаллы солей, слизь, денатурированный белок, имеющий цилиндрическую форму, и т. д. [c.257]

Ангус [4] растворял белок кристаллов в 0,05 н. NaOH и анализировал массу осадка, полученного добавлением ацетатного буфера при pH 4,4. Он выделил 17 аминокислот, обычных для бактерий и в сходных количествах. Токсические кристаллы менее устойчивы, чем споры. [c.202]

Композиционные материалы. Третий принцип упрочнения металлов основан на применении волокон и пленок [32, 33]. Идея эта не нова. Она заимствована у природы. Солями кальция укрепила природа мягкий фибриллярный белок (кератин, коллаген), создав кожу, рога, волосы, когти, кости, зубы, хрящи, которые придают определенную форму живому организму. Природа сумела найти лучший способ армирования, не открытый нами до сих пор. Сцепление и ориентация кристаллов солей столь совершенны, что, например, кость прочнее не только коллагена, в котором заключен апатит [минерал состава СатТ (РО е, где 7 —С1 или Р], но и самого чистого апатита. Почему это происходит, мы пока не знаем, но, вероятно, потому, что благодаря хорошей связи между кристаллами апатита и мягким коллагеном трещины, которые могли бы развиваться в кристалле под нагрузкой, блокируются. При этом прочность кристаллов может приблизиться к их теоретической прочности. [c.217]

Например, в кристаллах миоглобина и гемоглобина их от 5 до ю лизоцима - всего 5. Дж. Рапли, детально изучивший этот вопрос, в своем обзоре пишет "...кристалл глобулярного белка можно рассматривать как упорядоченный и открытый ансамбль компактных молекул, имеющих почти что минимальный контакт с областью, не занятой твердым веществом. Эта область составляет около половины объема кристалла-она непрерывна, заполнена растворителем, аналогичным основной массе жидкости, и состоит из каналов, способных вместить молекулы соединений с молекулярной массой более 4000 [354. С. 257]. Полностью исключить возможность отклонения структуры белка в кристалле от структуры в растворе тем не менее нельзя. Но несомненно и то, что в большинстве случаев изменения могут коснуться только положений некоторых боковых цепей в областях контактов на периферии глобулы. Вероятность, что конформационные нарушения произойдут, и произойдут именно в активном центре, невелика, конечно, в том случае, когда кристаллизация осуществляется в условиях, близких к тем, при которых фермент или другой белок проявляет активность. При идентичности структур фермента в кристалле и растворе различия в эффективности катализа могут быть обусловлены лишь разными условиями диффузии субстрата и продуктов реакции и стерическими затруднениями для конформационных перестроек активного центра. Дж. Рапли по этому поводу замечает "...кристаллический белок обладает ферментативной активностью, и, хотя его свойства несколько отличаются от свойств растворенного белка, сам факт каталитического действия кристаллического фермента служит достаточно убедительным аргументом против предположения о большом изменении конформации в процессе кристаллизации [354. С, 271]. Таким образом, можно заключить, что рентгеноструктурные данные почти всегда правильно отражают укладку основной цепи белка и, как правило, буквально воспроизводят биологически активную конформацию. Поэтому все, что говорится Меклером и Идлис о "жидком" и "твердом белке, по моему мнению, представляется глубоко ошибочным и выглядит не более, чем попыткой спасти идею стереохимического кода. Неудачно также отождествление жидкого" белка с "расплавленной глобулой". Трудно предположить, что короткоживущее промежуточное состояние, которое возникает на последней стадии свертывания полипептидной цепи и о котором пока имеется лишь туманное предствление, является активной формой белка, способной функционировать длительное время. [c.538]

Малость длины дебройлевской волны для электрона означает большой радиус сферы Эвальда (см. стр. 268), ее вырождение в плоскость. Это сильно упрощает истолкование электро-нограмм, так как они оказываются прямыми изображениями плоского сечения обратной решетки кристалла. Атомные факторы для рассеяния электронов также пропорциональны атомному номеру, но по своей абсолютной величине они во много раз больше, чем для рентгеновских лучей. Иными словами, электроны взаимодействуют с веществом значительно сильнее, чем рентгеновские кванты. Поэтому они сильно поглощаются веществом, и для исследования его структуры необходимо пользоваться очень тонкими пленками толщиной порядка 10 —10 см, тогда как размеры кристаллов, изучаемых в рентгенографии, порядка 10 см. Исследование необходимо проводить в высоком вакууме. Это делает невозможным применение электронографии для изучения глобулярных белков в их нативном состоянии — вакуум высушит белок. Тем не менее электронография позволяет получить ценные результаты при исследовании фибриллярных белковых структур, синтетических полимеров и других аморфных тел. Существенное преимущество электронографии состоит в том, что она позволяет локализовать атомы водорода (подробное изложение см. в монографиях [31, 32]). [c.275]

В параспоральном кристалле инсектицид обычно находится в неактивной форме при солюбилизации кристалла белок высвобождается в форме протоксина, предщественника активного токсина. Протоксин класса токсинов ryl имеет мол. массу примерно 130 кДа (рис. 15.1). После заглатывания насекомым параспорального кристалла протоксин активируется в кишечнике в условиях щелочного pH (7,5-8,0) и под действием специфических пищеварительных протеиназ превращается в активный токсин с мол. массой примерно 68 кДа (рис. 15.1). В таком виде он встраивается в мембрану эпителиальных клеток кишечника насекомого и образует ионный канал, через который, как полагают, происходит утечка значительной части клеточного АТР (рис. 15.2). Примерно через 15 мин после формирования такого ионного канала клеточный метаболизм блокируется, насекомое перестает питаться, происходит обезвоживание [c.333]

Генетическое модифицирование Р. syringae включало, в частности, удаление гена, который кодирует белок, ответственный за образование кристаллов льда. Тестирование должно было определить, способен ли модифицированный штамм при распылении на листьях растений предотвращать их повреждение при заморозках. Р. syringae дикого типа, обычно обитающий на [c.523]

Антифризный белок (Antifreeze protein) Богатый аланином белок, вырабатываемый в печени некоторых водных организмов и предотвращающий замерзание плазмы крови. Обнаружен также в клетках некоторых насекомых, растений и бактерий, где он регулирует образование кристаллов льда при низких температурах. [c.544]

Методика опыта (кристаллизация альбумина). Источником получения альбумина обычно служит белок куриного яйца. В 10 свежих куриных яйцах тщательно отделяют белок от желтка и к выделенному белку добавляют равный объем насыщенного (ЫН4)2304. Выпадает осадок глобулина, который отделяют в центрифуге при 2500 об/мин. Центрифугат осторожно сливают на складчатый фильтр или в воронку Бюхнера и отсасывают его. При температуре 20° С отмеряют определенный объем фильтрата и добавляют к нему тонко измельченный (NH4)2S04 из расчета 8,5 г (ЫН4)2504 на 100 мл фильтрата. При этом выпадает желтовато-розовый осадок альбумина, который отфильтровывают на воронке Бюхнера или через складчатый фильтр. Отфильтрованный осадок альбумина растворяют (стакан погружают в ледяную воду) в возможно меньшем количестве воды. В раствор добавляют по каплям (при помешивании) 5%-ный раствор СН3С6ОН до pH = 4,7 (проверяют ионометром). Раствор отфильтровывают, чтобы исчезла муть. К фильтрату добавляют большими порциями насыщенный раствор (NH4)2S04 (при встряхивании) до появления так называемой муаровой мути. При температуре от О до 2° С через 1—2 суток образуются игольчатые кристаллы альбумина. Кристаллический альбумин следует хранить в растворе с 2—3 каплями толуола, который применяют в качестве антисептика. [c.43]

Цеет объекта дает обыкновенно ценные указания. При внутренностях, рвотных извержениях, пище и пр. является весьма важным указанием, равномерно ли окрашен весь объект или окрашены только некоторые места не исходит ли окрашивание от отдельных частиц, кристаллов и пр. (см. п. 6 о рассмотрении объектов при помощи лупы и микроскопа—стр. 34). Желтое окрашивание характерно для пикриновой кислоты, акрихина <окраска белковых тел), для азотной кислоты ( ксантопротеино-вая реакция на белок — кислота сама указывает свое присутствие), хромитов и различных каменноугольных красок. Зеленое, синее или фиолетовое окрашивание наблюдается при солях меда, каменноугольных красках и пр. Черное окрашивание (обугливание) характерно для содержимого желудка при отравлениях концентрированной серной кислотой и для тканей при облитйи их ею. Характерны изменения в цвете от кислот на окрашенных тканях одежды и пр., которые часто бывают объектом исследования при преступных попытках к вредительству. [c.32]

Рис. 177. Электронная микрофотография кристалла эдестина видны отдельные молекулы на п.тоскости октаэдра (X 200 ООО). Внутри очерченной области и на других участках снимка, где поверхность не была нарушена при подготовке кристалла, молекулы образуют гексагональную структуру. Диаметр молекул равен 80 А молекулярный вес — 300 ООС. Обратите внимание на молекулярные слои, формирующиеся на подложке, начиная от ребер кристалла. Эдестин представляет собой белок, содержа-ш,ийся в пшенице, кукурузе и других семенах растений.

Кость-ткань более сложная, чем хрящ. Костный матрикс секретируют остеобласты, которые лежат на поверхности существующего матрикса и наслаивают на него новый костный материал (рис. 16-47). Некоторые остеобласты остаются свободными на поверхности, в то время как другие постепенно погружаются в продукт своей собственной секреции. Этот свежеизготовленный материал (состоящий главным образом из коллагена) называется остеоидом. Он быстро превращается в плотный костный матрикс в результате отложения кристаллов фосфата кальция (точнее, гидроксиапатита). Специфический костный белок остеотютн, который прочно связывается с коллагеном и с гидроксиапатитом, по-видимому, определяет места роста кристаллов и прикрепления их к органическому матриксу. Оказавшись заключенной в твердый матрикс, исходная костеобразующая клетка, называемая теперь остеоцитом, уже не может больше делиться или секретировать в заметных количествах матрикс. Подобно хондроциту, остеоцит занимает небольшую полость, или лакуну, в матриксе, но в отличие от хондроцитов он не отделен от своих собратьев от кавдой лакуны отходят очень узкие канальцы, которые содержат отростки лежащего в лакуне остеоцита, позволяющие ему устанавливать связи типа щелевого контакта с соседними остеоцитами. Хотя сети остеоцитов [c.176]

Свюйства. Весцветные кристаллы ромбической системы, белые прозрачные кристаллические кусочки или кристаллический порошок. Температура плавления 277 °С, температура кипения 302 С. Плотность 5,44 г/см , показатель преломления 0 = 1,859. Растворима в воде (1 15 при 20 °С), глицерине (1 15 при 20 С), диэтиловом эфире (1 17 при 20°С), уксусной кислоте, метиловом спирте, ацетоне и этилацетате. Легко растворима в кипящей воде (1 2) и в Й5%гном этиловом спирте (1 3). Нестойка, разлагается на Н аСЬ, НС1, Ог. Водный раствор в результате очень слабого гидролиза имеет слабо кислую реакцию (pH 2%-ного водного раствора около 4,7) и коагулирует белок. Раствор не проводит электрического тока, так как двухлористая ртуть почти не диссоциирует в растворе на ионы. Сильнодействующий яд. Поражает центральную нервную систему, печень, почки,, желудок, кишечник. Вызывает набухание и кповоточение десен, стоматит, набухание лимфатических и слюнных желез. ПДК 0,0001 мг/л смертельная доза 0,2—0,5 г. - [c.345]

Разностный метод Фурье, однако, применим только тогда, когда, сравниваются кристаллы со сходными структурами. В тех случаях, когда исследуемый белок образует при химической модификации кристаллы с различными пространственными группами симметрии, например в случае гемоглобина морской миноги 172], или огда при связывании малых молекул изменения структуры слишком велики для прямого применения метода, как в случае трио-зофосфатизомеразы [73], необходимо проводить новый структурный анализ. В этих условиях сравнение двух независимо разре-игенных белковых структур приводит к менее точным количественным данным. В результате такого сравнения не может быть получено столь детального описания стереохимии, которое в принципе достигается разностным методом Фурье. [c.25]

Для оценки величин взаимодействий белок — вода менее трудоемким способом были проведены следующие приближенные вычисления. На основании предположения, что молекула белка обладает уникальной фиксированной структурой, определяемой методами рентгеновской кристаллографии, рассчитываются взаимодействия между белком и единственной молекулой воды в отсутствие других молекул растворителя. После этого для данной простой системы можо рассмотреть поочередно все положения и ориентации единственной молекулы воды относительно белка. Ниже представлены результаты такого расчета для кристалла ингибитора трипсина из поджелудочной железы быка (ИТПЖБ). Рассчитанные значения энергии, представленные в виде трехмерной карты, весьма информативны в отношении описания пространства, занятого в кристалле растворителем. Вычисления были выполнены для асимметрической ячейки кристалла объемом около 12 ООО А . Ячейка содержала одну молекулу белка (молекулярная масса 6700). Принималось, что одна треть объема кристалла заполнена растворителем. [c.203]

Изолированные объемы с низкой энергией, достаточно большие, чтобы вместить единственную молекулу воды, на самом деле не будут содержать ее, если энергия взаимодействия белок— вода выше —15 ккал/моль. В кристалле ИТПЖБ имеется несколько карманов с низким значением энергии. Энергия всех, а не одного из этих карманов больше —15 ккал/моль, и поэтому можно полагать, что они не содержат молекул воды. Энергия одного кармана около —30 ккал/моль (рис. 11.1,6, ниже центральной части). Молекула воды, помещенная в этот карман , может образовать четыре водородные связи с полярными группами единственной молекулы ИТПЖБ, которая покрывает этот участок со всех сторон. Кристаллографическое исследование рентгенографическим методом доказывает размещение молекулы воды точно в этом кармане [5]. Полученные кристаллографическим методом данные об отсутствии молекул воды в карманах с более высокой энергией, нельзя считать [c.204]

В настоящей статье описано моделирование взаимодействий белок — растворитель в кристалле ИТПЖБ, в результате которых молекулы воды быстро перераспределяются по всему доступному пространству между молекулами белка. Вероятность того, что большое перемещение молекулы окажется энергетически допустимым, повышается не пересчетом этих перемещений к положениям, ивбранным всецело случайно. Вместо этого просчитываются большие перескоки только в положения, которые энергетически относительно выгодны. Перечень таких положений сохраняется в форме координат набора воображаемых молекул воды, которые занимают изменяющиеся и одновременно энергетически выгодные положения в системе, но которые в свою очередь не влияют на конфигурацию системы. Положения воображаемых молекул воды подбираются с помощью как малых, так и больших перемещений. Локализации реальных молекул воды устанавливаются с помощью как малых, так и больших перемещений и путем обмена по закону случая взаимных положений реальных и воображаемых молекул воды. [c.210]

В. Применение метода к кристаллу ИТПЖБ. Система, подлежащая моделированию, состоит из атомов белка одной молекулы ИТПЖБ [5] и 140 молекул воды. Требуемое число молекул воды можно рассчитать и из объема кристалла, для которого энергия взаимодействия белок — вода равна нулю или отрицательна (пространство растворителя) [9], и из объема элементарной ячейки и плотности белка и воды. Взаимодействия вода — белок рассчитывались, как описано выше, а взаимодействия белок — белок — по методу, изложенному в работе [23]. Расчет взаимодействий между молекулами воды вели, используя модель 5Т2, введенную Раманом и Стиллинджером [11] при моделировании жидкой воды методом молекулярной динамики. [c.211]

Согласно результатам кристаллографического исследования, упорядоченная вода в кристалле ИТПЖБ состоит из небольшого набора молекул, связанных с белком водородными связями. В соответствии с вычислениями по методу Монте-Карло в результате взаимодействий вода — вода и белок — вода более чем удвоенное количество воды находится в упорядоченном состоянии. Различие между экспериментально установленной и расчетной структурой растворителя может быть частично обусловлено присутствием в кристалле, исследованном рентгенографическим методом, неорганических ионов. Хотя концентрация солей внутри кристалла неизвестна, однако асимметрическая ячейка может содержать до 5 остатков фосфорной кислоты и до 10 ионов калия. Присутствие этих ионов в различных положениях снижает упорядоченность растворителя настолько, что в настоящее время мы не можем этого оценить. К дополнительным причинам, из-за которых наблюдается расхождение в этих двух описаниях, авторы относят также проблемы, связанные как с техникой кристаллографического исследования, так и с техникой вычислений. [c.217]

Белок Содержание НаО о Плотность кристалла г/смЗ Пространст- венная группа13 [c.74]

Из того факта, что наиболее важный член выражения для щ пропорционален 2 , следует, что растворимость белков при постоянной (низкой) ионной силе должна быть минимальна в изоэлектрической точке и должна повышаться с увеличением заряда. Найдено, что это обычно имеет место (типичные данные приведены на рис. 68), если в кристаллической фазе белок не является солькх типа Р Хг- Такие кристаллы будут иметь минимальную растворимость, когда ионы белка в растворе несут заряд 2. [c.283]

Около 50 лет уже известно, что коренные жители восточной Индии часто страдают более или менее тяжелым повреждением мочевыводящих путей и что это вызвано употреблением в пищу дженколового боба РИкесо1оЫит 1оЬа1ит). Этот боб напоминает по внешнему виду каштан и весит около 15 г. Чувствительность людей к действию этого боба очень различна. Моча больных содержит эпителиальные клетки, кровь и белок, а также твердые нерастворимые кристаллы, и.меющие вид заостренных иголок (часто в значительном количестве). При хранении мочи последние часто исчезают. Повреждение мочевыводящих путей происходит, по-видимому, вследствие механического раздражения, вызываемого острыми кристаллами, которые время от времени накапливаются и закрывают эти пути. Моча имеет интенсивный неприятный запах, который, как утверждают, напоминает запах органического сульфида или меркаптана, а также горчичного масла. Аналогичный запах появляется, когда бобу дают прорасти, а также помещают его в воду или закапывают в землю. Одно время даже обсуждался вопрос о том, увеличивается или уменьшается токсическое действие боба в результате подобной обработки. [c.75]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология