Панкреатический ингибитор

В последние годы были предприняты успещные попытки прямого теоретического расчета кинетики конформационных переходов и усредненных флуктуаций в конкретных белках (М. Карплус). В качестве исходного состояния принимались положения атомов, определенные из данных рентгеноструктурного анализа. Далее рассчитывалась динамика смешения белка исходя из соответствующих значений атом-атомных потенциалов. Для панкреатического ингибитора химотрипсина расчет был выполнен с временным шагом с. Согласно расчету, смещение полипептидных цепей в 0,05 нм достигается уже за время порядка Ю с. Это значение заметно отличается от экспериментального значения 10 с, типичного для белков, -по-видимому, вследствие того, что теория не учитывает влияния среды на динамику макромолекулы. Были рассчитаны также средние отклонения положений ядер в цитохроме с. Для а-углеродных атомов основной цепи они составили 0,07 нм, для других тяжелых атомов 0,085 нм, для гемовой группы 0,051 нм. Эти расчеты подтверждают сделанный ранее теоретический вывод И.М. Лифшица о том, что при определенных условиях свободная полимерная цепь сворачивается в глобулу с плотным конденсированным ядром и рыхлой опушкой . Так, для цитохрома с при переходе от ядра с радиусом 0,6 нм к опушке радиусом 2,2 нм средние отклонения меняются от 0,066 до 0,164 нм. [c.557]

Рис. 7.2.2. Сечения сдвинутого 2М спин-эхо спектра основного панкреатического ингибитора трипсина (ОПИТ), параллельные оси (ср. с рис. 7.2.1,в). Наблюдаются сигналы от 19 метильных групп из 20, содержащихся в молекуле белка. Сигналы приведены в представлении абсолютных значений [выражение (6.5.35)]. (Из работы [7.3].)

Сечения, параллельные оси оз, в преобразованном по вышеуказанному правилу спектре дают мультиплетную структуру сигналов с более высоким разрешением. В качестве примера на рис. 7.2.2 приведены спектры метильных протонов основного панкреатического ингибитора трипсина (ОПИТ) [7.3]. [c.433]

Рис. 8.2.4. Гомоядерный корреляционный 2М-спектр основного панкреатического ингибитора трипсина (ОПИТ с 58 аминокислотными остатками), полученный при частоте РЧ-сигнала 500 МГц в 0,02 М растворе в смеси 90% Н2О и 10% ОгО при + 80 °С. Спектр, который был симметризован (разд. 6.6.4), представлен для абсолютных значений (разд. 6.5.4). Сигналы на диагонали соответствуют обычному 1М-спектру, в то время как кросс-пики указывают на пары скалярно связанных протонов. Заметим, что в этом случае мультиплетная структура кросс-пиков не разрешена (цифровое разрешение составляет 5,3 Пх/точка). (Из работы [8.17].)

Панкреатический ингибитор на нерастворимых носителях может служить прекрасным средством для эфферентной терапии. Был проведен подбор носителей и активирующих их бифункциональных агентов с целью получения препарата, обладающего высокой операционной емкостью. Лучше других оказались препараты ингибитора, связанного с сефарозой и макропористым активированным силикагелем. При использовании препаратов, иммобилизованных на твердых носителях, важно максимально избегать неспецифической сорбции. На силикатных матрицах, обработанных поливинилпирролидоном, она весьма мала. [c.133]

Природа предоставила нам редкую возможность установить структуру фермент-субстратных комплексов трипсина и химотрипсина с полипептидами, создав множество ингибиторов-полипептидов, которые очень прочно связываются с трипсином и химотрипсином, поскольку зафиксированы в той конформации, которую субстрат принимает при связывании [52]. Эти полипептиды не гидролизуются при физиологических условиях, так как подвижность аминогруппы, которая высвобождается при расщеплении пептида, ограничена и она не может диффундировать из активного центра фермента. При устранении ограничений в панкреатическом ингибиторе трипсина путем восстановления дисульфидного мостика в полипептидной цепи пептидная связь между Ьуз-15 и А1а-16 легко расщепляется трипсином [53]. Структура трипсина, его комплекса с основным панкреатическим ингибитором трипсина и свободного ингибитора была установлена при разрешении 1,4, 1,9 и 1,7 А соответственно [54]. Полученные данные относятся к числу наиболее точных — положение атомов известно с точностью 0,1—0,2 А. Эти и другие исследования дали следующую информацию относительно связывания субстратов [55—65]. [c.39]

Оснбвный панкреатический ингибитор трипсина [c.161]

Преждевременное превращение таких проферментов, как трипсиноген, в активные протеиназы в поджелудочной железе может иметь губительные последствия. Чтобы предотвратить такую преждевременную активацию, поджелудочная железа должна вырабатывать также специфические ингибиторы. Панкреатический ингибитор трипсина представляет собой небольшой белок с мол. весом 6500, специфически связывающийся в активном центре трипсина (Л[г=10 М в щелочной среде) . Определение кристаллической структуры самого трипсина и его ингибитора показало, что эти две молекулы плотно прилегают друг к другуб. Ингибитор связывается таким образом, как будто он является пептидным субстратом один край молекулы ингибитора образует антипараллельную р-структуру с пептидной цепью фермента. Лизин-15, образующий часть этой р-структуры, входит в специфический связывающий центр для основной аминокислоты субстрата. Таким образом, ингибитор протеиназы представляет собой модифицированный субстрат, который фактически может подвергаться атаке в активном центре. Однако подгонка двух молекул является настолько тесной, что молекула воды не может участвовать в завершающей стадии каталитического акта, и комплекс остается нереакционноспособным. (В тонкой кишке количество ингиби- [c.113]

Ингибиторы протеиназ, блокирующие действие трипсина найдены также во многих растениях. Обычно наиболее высокая антипротеиназная активность обнаруживается в семенах и клубнях, но синтез ингибиторов протеиназ может быть индуцирован и в других частях растений повреждением поверхности. Возможно, эти ингибиторы защищают растения от насекомых . Была изучена структура соевого ингибитора трипсина и его комплекса с трипсином. Этот комплекс сходен с комплексом, включающим панкреатический ингибитор трипсина. Однако соевый ингибитор медленно расщепляется, и исследования дифракции рентгеновских лучей показали, что-комплекс существует в виде тетраэдрически связанного ад-дукта, как показано в уравнении (7-13). [c.114]

Экспериментальное доказательство избирательности этих способов приведено на рис. 8.3.8 в виде фильтрованного двумерного корреляционного спектра протеина — основного панкреатического ингибитора трипсина (ОПИТ). Только системы АзХ остатков аланина дают вклад в сильные перекрестные и диагональные пики в фильтрованном спектре OSY, в то время как треонин и лейцин дают лишь слабые отклики и ни одна из других аминокислот не вносит значительного вклада. [c.322]

Рис. 6.5.9. Сравнение 2М-спектров в 2М-моде чистого поглощения (а) и в моде абсолютного значения (6). Ясно вндны преимущества представления спектров в чистой моде, которое позволяет получить высокое разрешение. В этих 2М МОЕ-спектрах изображена только ароматическая часть спектра основного панкреатического ингибитора трипсина. Оба спектра полз ены с использованием одних и тех же данных и одинаковой гауссовой фильтрации. Линии уровня соответствуют 0,15 0.3 0.6 1 2,5 5 и 10% максимального пика. (Из работы [6.28].)

Рис. 8.2.5. Фрагмент корреляционного 2М-спектра основного панкреатического ингибитора трипсина (ОПИТ), полученного при частоте РЧ-сигнала 500 МГц в Н2О при температуре 68 °С, иллюстрирующий кросс-пнки, которые обнаруживают скалярные взаимодействия между протонами NH (химические сдвиги между 6,6 и 10,6 м.д. по горизонтальной од-оси) и протонами С Н (между 1,7 и 6,0 м.д. по вертикальной Ш1-оси). Обозначения даны в соответствии с рекомендациями ШРАС — ШВ. При данном цифровом разрешении (5,3 П1/точка) мультиплетные структуры кросс-пиков ие могут быть разрешены. (Из работы [8.17].)

Преимущество корреляционной спектроскопии с фиксированным временем и шгразвязкой можно увидеть из рис. 8.3.3, на котором показан фрагмент 2М-спектра протеинового основного панкреатического ингибитора трипсина (ОПИТ). Слияние мультиплетной структуры в Ш]-области на рис. 8.3.3, б, полученное с помощью последовательности на рис. 8.3.2, а с /3 = тг/2 и те = 92 мс, позволяет разделить перекрывающиеся кросс-пики. [c.512]

Рис. 8.3.7. Ароматические области в фазочувствительных корреляционных спектрах основного панкреатического ингибитора трипсина, а — обычный эксперимент OSY б— OSY-спектр с двухквантовой фильтрацией. Оба спектра обработаны с одинаковыми функциями увеличения разрешения. Следует обратить внимание иа дисперсионные компоненты на рис. а, которые на рис. б в значительной степени подавлены, что позволяет однозначно определить число кросс-пиков вблизи диагонали. (Из работы [8.30].)

Преимущества корреляционной спектроскопии с двухквантовой фильтрацией в разрещении кросс-пиков и диагональных пиков особенно хорошо проявляются, если применять фазочувствительную регистрацию. На рис. 8.3.7 приведены два фрагмента спектра основного панкреатического ингибитора трипсина. Видно, что в обычном спектре OSY диагональные пики 2М-дисперсионной формы сильно перекрываются с кросс-пиками 2М-поглощения. Практически полное устранение дисперсионной компоненты в спектрах с фильтрацией позволяет выявить кросс-пики, которые лежат близко к диагонали. [c.520]

Если селективные по связанности спинов последовательности U и V включены в последовательность для фильтрации корреляционных 2М-спектров, то остаются сигналы только от выбранных схем взаимодействий. Из рис. 8.3.8 видно, как можно упростить обычный спектр OSY основного панкреатического ингибитора трипсина путем подавления откликов аланиновых остатков, которые отличаются от других аминокислот тем, что они содержат спиновые системы типа АзХ [8.37]. Слабые ложные отклики треонина и лизина могут быть объяснены подобием их схем взаимодействий. [c.521]

Рис. 8.3.8. а — корреляционный спектр с двухквантовой фильтрацией основного панкреатического ингибитора трипсина (ОПИТ) б — упрошенный спектр, полученный с помощью последовательности, которая избирательно возбуждает четырехквантовую когерентность в системах АзХ и, следовательно, устраняет почти все сигналы, за исключением сигналов шести аланиновых остатков. Видны также несколько слабых откликов от треонина и лизина (обозначены стрелками). Асимметрия спектра обусловлена подготовительной последовательностью с селекцией, используемой в комбинации с постоянным временем эволюции. (Из работы [8.37].) [c.522]

На рис. 8.3.11 приведен пример экспериментального эстафетного корреляционного спектра. Показаны четыре сечения 2М-спектра протеинового основного панкреатического ингибитора трипсина (ОПИТ) диагональные пики, связанные с протонами ЫН, область кросс-пиков, обусловленных одноступенчатым С Н -> ЫН-перено-сом, область эстафетных сигналов, возникающих из-за двойного переноса С Н -> С Н ЫН. Эти дополнительные сигналы могут быть полезными при идентификации сигналов аминокислот с почти вырожденными резонансами С Н, а в более щироком смысле для последовательной идентификации резонансов, когда две линейные спиновые системы к — / — тик — / — т имеют вырожденные сдвиги П = П,. [8.38—8.40]. [c.525]

Многие особенности 2М-спектроскопии NOE ( NOESY ) были изучены при исследовании основного панкреатического ингибитора трипсина (ОПИТ), маленького глобулярного белка с 58 остатками аминокислоты и молекулярной массой 6500 [9.7, 9.10, 9.11, 9.15, 9.28 — 9.31]. Как показано на нижней правой треугольной части 2М-спектра NOE на рис. 9.7.4, имеются три области, представляющие наибольший интерес NOE между протонами разных амидов (треугольная область, отмеченная штриховыми линиями), между амидами и С Н-протонами (прямоугольник, обрамленный пунктиром) и между амидами и С Н-протонами (прямоугольник, обрамленный штрихпунктирными линиями). Некоторые примеры идентификации линий показаны в верхнем левом треугольнике. [c.619]

Рис. 9.7.5. Двумерные спектры NOE основного панкреатического ингибитора трипсина (ОПИТ) при различных временах смешивания тш. Показан фрагмент спектра в области 5 < < 6 м.д. и 8 < Ш2 < 10 м.д. Обозначения С — цистеин, F — фенилаланин, Q — глутамнн, R — аргииии, Т — треонин, Y — тирозин. Черным цветом закрашены пики, создаваемые нульквантовой когерентностью (так называемые J-пики см. разд. 9.4.2). (Из работы [9.15].)

Ингибиторы из поджелудочной железы человека и животных - это, главным образом, основной панкреатический ингибитор трипсина Куница и секреторный панкреатический ингибитор трипсина Казаля, которые упоминались выше. Они представляют собой небольшие белки (58 и 56 аминокислотных остатков соответственно), подавляющие активность не только трипсина, но и ряда других сериновых протеиназ. Первый из них, исследован весьма подробно в структурном отношении (см. гл.6). Первичная структура второго была выяснена сравнительно недавно [27741. Ингибитор типа Куница содержится не только в поджс лудочной железе, но обнаружен также в селезенке [27751 и плазме [ 77б]. Эффективные ингибиторы сериновых протеаз обнаружены в семенной жидкости [2744,27771 И молозиве коровы [2746]. [c.257]

Рис.97. Взаимодействия аминокислотных остатков бычьего панкреатического ингибитора (показана связь LyBl5-AIB16) с группами активного центра химотрипсина [2011]

Полагают, что фрагменты 1—65 и 66—104 цитохрома с сердца лошади, полученные расщеплением бромоцианом в водной среде, способны к самосборке с реконструкцией пептидной связи [34]. Аналогичным образом самопроизвольно происходит конденсация фрагментов (1—52 и 53—58) панкреатического ингибитора трипсина [41]. Иными словами, циклическая структура С-концевого гомосеринлактона находится в достаточно активированном состоянии, чтобы в мягких условиях вступать в реакцию аминолиза с а-аминогруппой N-концевой аминокислоты. Благодаря этому удается осуществить синтез цитохрома с и трипсинового ингибитора из соответствующих фрагмен- [c.100]

Одна из модельных укладок молекулы панкреатического ингибитора, полученная Левиттом и Варшелом, имела среднеквадратичную оценку в 6 А, что по сравнению с нативной структурой считалось обнадеживающим результатом. Оказалось, однако, что величина среднеквадратичной оценки в 6 А необязательно соответствует структуре, близкой к нативной [14]. Для того чтобы теоретическая укладка с оценкой в 6 А была близка к нативной, необходимо соблюдение ряда допол- [c.597]

Пасхина 7. С., Кринская А, В., Зыкова В. П. Сравнительное влияние ингибиторов трипсина пептидно-белковой природы (основного панкреатического ингибитора трипсина, ингибиторов из молозива коровы и бобов сои) на калликреины из сыворотки крови человека и кролика. — Биохимия , 1975, т. 40, с. 302—309. [c.374]

Механизм катализа и структура промежуточных соединений, образующихся в ходе реакций с участием сериновых протеаз, определены с помощью более прямых экспериментов, чем в случае любого другого фермента или класса ферментов. Выяснить структуру сериновых протеаз удалось главным образом благодаря установлению кристаллической структуры сокристал-лизованных комплексов трипсина и некоторых природных поли-пептидов-ингибиторов, имитирующих субстраты (гл. 1, разд. Г). Из этих исследований известно, что активный центр фермента комплементарен переходному состоянию субстрата, которое структурно очень близко к тетраэдрическому аддукту остатка 5ег-195 и углеродного атома карбонильной группы субстрата. Более того, структура фермента при связывании субстрата не искажается. Исследование связывания небольших пептидов с помощью ЯМР-спектроскопии показывает, что при связывании эти пептиды также не деформируются. (Определение кристаллической структуры комплекса трипсина с панкреатическим ингибитором трипсина при высоком разрешении ясно показывает, что реакционноспособная пептидная связь деформируется таким образом, что ее конфигурация приближается к конфигурации пептидной связи в тетраэдрическом промежуточном соединении. Однако, поскольку эта связь уже деформирована до присоединения к ферменту, сконструированный ингибитор связывается очень прочно, т. е. является аналогом естественного переходного состояния.) [c.363]

Регуляция активности панкреатических про-теиназ осуществляется двумя различными путями. Первый-превращение профермента в активную протеиназу путем расщепления одной пептидной связи. Это очень точный механизм включения ферментативной активности, однако он необратим, и, следовательно, для остановки протеолиза должен существовать второй регуляторный механизм. Эту функцию вьшолняют специфические ингибиторы протеиназ. Например, панкреатический ингибитор трипсина, белок массой 6 кДа, ингибирует активность. трипсина, очень прочно связываясь с его активным центром (рис. 8.23). Константа диссоциации комплекса составляет 10 М, что соответствует стандартной свободной энергии связывания примерно [c.162]

Рис. 8.23. Основной элемент взаимодействия панкреатического ингибитора трипсина с трипсином состоит в образовании электростатической связи между лизином-15 ингибитора и ас-партатом-189 фермента. Кроме того, —N113-группа лизина-15 соединяется водородной связью с несколькими атомами кислорода в субстрат-специфичном кармане молекулы трипсина.

Справочник химика 21

Химия и химическая технология