Белки синтезируются в направлении

Промышленное получение белков методом органического синтеза — дело будущего. Белки являются соединениями очень сложного состава и отличаются огромным разнообразием. Сотни лабораторий мира занимаются изучением состава и строения белков, но только для очень незначительного их количества установлены химический состав, структура и пространственная ориентация молекулы. Единицы белков синтезированы в лабораторных условиях. При производстве белков методом органического синтеза требуются уникальное оборудование, различные ферменты, чистейшие реактивы, -аминокислоты, которые порой можно получить только путем многостадийного выделения из гидролизатов растительных или животных тканей. Поэтому сейчас это направление имеет лишь познавательное научное значение. [c.5]

Рис. 4.4. Белки синтезируются в направлении от К-конца к С-концу.

Микробные клетки синтезируют аминокислоты — строительные блоки, из которых состоят белки. Путем отбора, направленных мутаций или генной инженерии можно получить продуценты, синтезирующие аминокислоты в количествах, имеющих промышленное значение, так как роль аминокислот для медицины, сельского хозяйства и промышленности очень велика. Многие пищевые продукты и корма для животных не содержат достаточного количества незаменимых аминокислот, например лизина. К таким продуктам относятся пшеница, рис, кукуруза и др. [c.15]

В наше время часто ту или иную новую науку — кибернетику, ядерную физику или молекулярную биологию — называют наукой века . К таким наукам относится и старейшая наука химия, изучающая превращения вещества, результатом развития которой явилось создание новых соединений, открывших дорогу технической революции, таких как неизвестные ранее, но крайне нужные в наше время вещества — красители, антибиотики, каучуки, пластмассы, синтетические волокна, высококалорийное топливо и т. п. Уже давно используются такие природные высокомолекулярные соединения, как целлюлоза, крахмал, белки, кожа, шерсть, шелк, мех, каучук, обладающие многими ценными свойствами. Постепенно ученые научились придавать полимерам нужные механические и физические свойства. Изучив химическую природу полимеров и возможности ее направленного изменения, стали получать новые ценные материалы (например, вискозу) путем модификации природных полимеров. Более того, сложнейшие по структуре природные полимеры, а также и совершенно новые, которые природа не синтезирует (полиэтилен, полипропилен, полистирол, поливинилхлорид, фенолформальдегидные смолы, полисилоксаны и др.), созда- [c.4]

Цитоскелет нейрона состоит главным образом из нейрофиламентов, микротрубочек и актина. Он поддерживает характерную форму нейрона и обеспечивает транспорт материалов к телу клетки, где синтезируются белки и липиды, используемые в других местах, и в обратном направлении. Аксонный транспорт складывается из быстрого антероградного и ретроградного транспорта, осуществляемого пузырьками, которые движутся со скоростью более 400 мм в сутки, и медленного антероградного транспорта-переноса белков цитоскелета и цитозоля со скоростью несколько миллиметров в сутки. В растущем нейроне цитоскелет необходим для продвижения конуса роста, который тянет за собой удлиняющийся аксон или дендрит. По механизму своего передвижения коиус роста сходен с фибробластом и, видимо, выбирает свой путь в результате контактных взаимодействий с субстратом, а также под хемотаксическим влиянием молекул, растворенных во внеклеточной жидкости, таких как фактор роста нервов. [c.138]

Разнообразные гены были химически синтезированы, введены в клоны и использованы для направленного синтеза белков с помощью рекомбинантной ДНК. Например, инсулин — это белок, применяемый при лечении диабета. Ген, синтезирующий инсулин человека, получен химиками в 1978 г. Он был введен в плазмиду и внедрен в обычную бактерию Е. соИ. Еще один пример — гормон роста человека (соматотропин). Это белок, представляющий собой полипептид из 191 аминокислоты. Ген, кодирующий этот белок, был получен сращиванием одной из природных ДНК с химически синтезированной. В 1979 г. белок начал производиться в клетках Е. соИ. Он испытывается как возможное средство лечения карликовости и сходных заболеваний, вызываемых недостатком гормона роста. [c.119]

Если субстрат роста, или один из продуктов его катаболизма, такой, как ацетат, содержит метку С, то в результате аминокислота X станет меченой и метка будет включена в белок. Если добавить к растущей культуре немеченую аминокислоту А, являющуюся предшественником X, то начнется включение в X немеченых углеродных атомов и удельная радиоактивность X начнет уменьшаться. С другой стороны, если добавить к культуре немеченую X, то удельная радиоактивность X начнет падать, но удельные радиоактивности А, В и С уменьшаться не будут. Добавление С-аминокислот к культуре, осуществляющей биосинтез белка из соединения, меченного С, дает возможность решить, какие аминокислоты являются предшественниками и какие синтезируются позже. Эта идея основывается на предположении, что перенос углерода происходит преимущественно в одном направлении, от А к X, и необратим, то есть С [c.35]

В состав белков входят углерод, водород, кислород и азот. Многие белки содержат серу известны белковые вещества, содержащие фосфор и другие элементы. Белки играют исключительную роль в природе. Энгельс писал Жизнь-это способ существования белковых тел... . Белки обладают чрезвычайно сложным строением. Несмотря на многочисленные попытки химиков, искусственный синтез белков до сих пор не осуществлен. Однако в этом направлении достигнуты уже определенные успехи — синтезированы вещества, так называемые полипептиды, молекулы которых содержат остатки 20 аминокислот. В основе синтеза полипептидов лежит реакция поликонденсации. Образование, например, дипептида можно выразить схемой [c.354]

В соответствии с этим в аминокислотной последовательности на первом месте будет стоять метионин, на втором — лейцин, на третьем — снова лейцин получается неправильная последовательность, результатом которой будет построение неправильного белка. Ведь система, синтезирующая белок, всегда читает информацию только в одном направлении, в нашем примере — слева направо. [c.50]

Узнав строение молекулы инсулина, биохимики теперь могут попытаться синтезировать его и постигнуть секрет химической активности этого жизненно важного гормона, имеющего столь большое значение для лечения диабета. Кроме того, это достижение открывает путь к выяснению строения других белков с помощью тех же методик, и работа в этом направлении отчасти уже начата. [c.92]

Многие функционально важные белки синтезируются в виде неактивных предшественников, от которых затем отщепляются биологически активные продукты. Зачастую правильное направление фрвгментации диктуется олигосахаридными цепями. Нвпример, ряд гормонов гипофиза образуется в результате направленного протеолиза единого предшественника, несущего углеводные цепи,— препроопиомеланокортина (см. с. 271). [c.507]

Биохимические исследования давно привели к заключению, что синтезы таких специфических белков, как ферменты и т.д., контролируются шаблонами или матрицами, называемыми генами. Гены выполняют двойную функцию — воспроизведение собственной копии и обеспечение специфической структуры молекулы белка. Приведенные выше новые исследования, а также работы, направленные на изз ение размножения вирусов (см. Вирусы ), являются важным началом в познании химической природы генов. Большинство белков синтезируется в клеточной плазме в определенных полимеризационных центрах, называемых микросомами. Последние содержат только рибонуклеиновую кислоту и белки. Были открыты ферменты, связывающие аминокислоты с аденозинмонофосфорной кислотой с образованием смешанных ангидридов. Оказалось также, что эти ангидриды соединяются далее до входа в микросомы с рибонуклеиновой кислотой небольшого молекулярного веса, служащей, вероятно, переносчиком (М. Б. Хогланд 1956 г.). Таким образом, время выяснения механизма синтеза белков теперь кажется не очень далеким. [c.779]

Белки синтезируются в направлении от аминоконца к карбоксильному концу [c.98]

Одним из первых вопросов, касающихся механизма синтеза белка, был вопрос о том, синтезируются ли белки в направлении от аминоконца к карбоксильному концу или наоборот. Четкий ответ на этот вопрос дали опыты Говарда Динциса (Howard Dintzis) с импульсной меткой. Ретикулоциты, актив- [c.98]

Исключительную актуальность приобретает проблема получения иолипептидов (заменителей животных белков) путем микробиологи-четких процессов с использованием аэробных бактерий, питающихся парафинами нормального строения и синтезирующих азотистые белковоподобные вещества. Как сообщил иа VI Д1еждународном нефтяном конгрессе Шампаньи [7 ], в этом направлении во Франции достигнут определенный успех. Бактериальный процесс используется для освобожденпя масляных фракций от //-парафинов и одновременно для получения азотсодержащей массы — заменителя белковых веществ. [c.538]

Биологическая активность белков нередко тесно связана с высокой организацией структуры, и живые организмы синтезируют белки требуемой конформации, которая часто оказывается метастабильной (т. е. из всех возможных структур не самой устойчивой). Под влиянием нагревания, крайних значений pH или многих химических реагентов белки часто теряют свою биологически необходимую конформацию, превращаясь в случайные неорганизованные структурные единицы и утрачивая биологическую активность. Такой процесс называется денатурацией. Наиболее известный пример — изменение структуры яичного белка при нагревании и структуры мяса в процессе приготовления. В последнем случае кулинарная обработка приводит к значительному облегчению процесса переваривания мяса, поскольку при денатурации освобождаются белковые связи, которые в сыром мясе труднодоступны для протеолити-ческих ферментов пищеварительного тракта. При такой денатурации в результате развертывания белковых цепей обнажаются гидрофобные группы, в обычном состоянии направленные внутрь центральной части белковой молекулы. Взаимодействие освобожденных гидрофобных участков рядом расположенных молекул вызывает коагуляцию денатурированного белка. [c.303]

Теперь. можно нарисовать репликативную вилку со всеми дей-ствующи.ми та.м белками (рис. 33). Дуплекс родительской молекулы расплетают две хеликазы — Rep и DnaB — в составе праймосомы. Образующиеся одноцепочечные участки кооперативно покрывает 58В-белок. Холофермент ДНК-полимеразы III едет по одной из матричных цепей в направлении раскрывания вилки и синтезирует ведущую цепь ДНК. По другой матричной цепи в том же направлении едет праймосома. Время от времени входящая в состав праймо- [c.56]

Известно, что для инициации процесса репликации ДНК фага ФХ необходимо наличие в геноме фага специфического гена А. Недавно было показано, что этот ген детерминирует синтез белка с мол. весом 56 000 — специфической эндонуклеазы надрезающей вирусную цепь RF-формы, что необходимо для начала процесса репликации [209]. По-видимому, после появления такого разрыва стимулируется синтез небольшого участка РНК-затравки. Репликация ДНК протекает в большинстве случаев в двух направлениях (разд. Д,2), однако репликативная форма Ф X образуется, вероятно, только в одном направлении по механизму разматывающегося рулона (rolling ir le) [210]. В соответствии с этим механизмом [уравнение (15-9)], по мере того как вновь образующаяся цепь вирусной ДНК синтезируется вдоль комплементарной (минус) цепи-матрицы, исходная вирусная ДНК (плюс-цепь) вытеснется в виде одноцепочечного хвоста . [c.278]

Мутагенные факторы могут изменить нормальный биосинтез аминокислот в клетке, воздействуя на генетический аппарат. Если в результате облучения или воздействия химических факторов ДНК не дает информацию для синтеза фермента и в клетке не синтезируется, например фермент гомосериндегидроге-наза, катализирующий превращение полуальдегида аспарагиновой кислоты в гомосерин, то клетка может синтезировать необходимые для своего существования белки только в том случае, если в питательной среде уже содержится готовый гомосерин. Так как аспарагиновая кислота является исходным пунктом биосинтеза не только гомосерина, но и треонина, изолейцина, метионина, а также лизина, то отсутствие упомянутого фермента влияет на биосинтез всех этих аминокислот. Прекращение биосинтеза гомосерина одновременно прекращает биосинтез треонина, изолейцина и метионина, поэтому эти аминокислоты также должны содержаться в среде роста данной культуры. В данных условиях весь ход биосинтеза аминокислот в клетке идет в направлении от аспарагиновой кислоты к лизину. [c.158]

Свойства любого белка зависят от его конформации, которая в свою очередь определяется аминокислотной последовательностью. Некоторые аминокислоты в полипептидной цепи играют ключевую роль в определении специфичности, термостабильности и других свойств белка, так что замена единственного нуклеотида в гене, кодирующем белок, может привести к включению в него аминокислоты, приводящему к понижению его активности, либо, напротив, к улучшению каких-то его специфических свойств. С развитием технологии рекомбинантных ДНК появилась возможность производить специфические замены в клонированных генах и получать белки, содержащие нужные аминокислоты в заданных сайтах. Такой подход получил название направленного мутагенеза. Как правило, интересующий исследователя ген клонируют в ДНК фага M13. Одноцепочечную форму ДНК этого фага копируют с использованием олигонуклеотидного праймера, синтезированного таким образом, чтобы в ген-мишень был встроен определенный нуклеотид. Затем трансформируют двухцепочечными ДНК M13 клетки Е. соИ. Часть образующихся в клетках фаговьгх частиц несет ген, содержащий нужную мутацию. Такие частицы идентифицируют, встраивают мутантный ген в экспрессирующий вектор, синтезируют белок и определяют его активность. Вносить изменения в клонированные гены можно также с помощью плазмид или ПЦР. Обычно заранее не известно, какую [c.175]

Разработан новый подход, с помошью которого можно будет обеспечивать крупный рогатый скот белком, обогашенным незаменимыми аминокислотами. Простое добавление белков в корм - дорогостоящий и не особенно эффективный способ, поскольку белки и аминокислоты разрушаются бактериями рубца еще до того, как животное успеет их использовать. Кроме того, основное количество белка они получают не с кормом его поставляют присутствующие в рубце микроорганизмы. Рацион животных можно обогатить, если направленно модифицировать эти бактерии. Для этого сначала был синтезирован белок с высоким содержанием остатков метионина, треонина, лизина и лейцина. Он состоял из 100 аминокислот, 57 из которых были незаменимыми, и имел стабильную а-спираль-ную конфигурацию. Затем с помощью 14 частично перекрывающихся олигонуклеотидов синтезировали его ген и сшили его с геном бел- [c.302]

ТРАНС-ИЗОМЕРЫ, см. Геометрическая изомерия. ТРАНСКРИПЦИЯ, перенос генетич. информации, с помощью к-рого нуклеотидная последовательность ДНК определяет порядок расположения нуклеотидов в РНК. Осуществляется путем матричного синтеза РНК, последовательность рибонуклеотидов в к-рой комплементарна (см. Нуклеиновые кислоты) последовательности дезоксирибо-нуклеотидов в одной из двух цепей ДНК и гомологична (подобна) их последовательности во второй цепи ДНК. Синтезируется РНК с помощью фермента РНК-полимера-зы из рибонуклеозид-5 -трифосфатов последоват. наращиванием цепи РНК в направлении от 5 - к З -концу. Известна также обратная Т. (синтез ДНК на матрице РНК) — один из этапов репликации РНК-содержащих вирусов. Осуществляется фермеетом РНК-зависимой ДНК-полимеразой (обратная транскриптаза). За открытие обратной Т. Д. Балтимор и X. Темин в 1975 удостоены Нобелевской премии. ТРАНСЛЯЦИЯ, процесс, с помощью к-рого нуклеотидная последовательность матричной РНК (мРНК) определяет расположение аминокислот в синтезируемом белке. Заключит. стадия реализации генетич. кода — перевод 4-буквен- [c.587]

ДНК некоторых вирусов реплицируются в одном направлении по механизму катящегося кольца , вариант которого представлен на рис. 28-5. Вначале одна из двух цепей кольцевой родительской ДНК расщепляется ферментом. Затем к З -концу расщепленной цепи присоединяется несколько новых нуклеотидов. Рост новой цепи на кольцевой матрице осуществляется за счет постепенного вытеснения 5 -концевой части расщепленной цепи из катящейся кольцевой матрицы. По мере роста новой цепи вытесненный 5 -хвост становится линейной матрицей для синтеза новой комплементарной цепи. Этот синтез на линейной матрице продолжается до тех пор, пока не образуется дочерняя цепь ДНК, комплементарная одному обороту кольцевой матрицы. Двухцепочечный хвост отщепляется затем с помощью фермента, и на 5 -конце опять может начинаться процесс репликации. Таким путем с кольцевой матрицы может сходить множество комплементарных копий кольцевой ДНК. Механизм катящегося кольца испол ,зуется в ооцитах в процессе синтеза генов рРНК он позволяет получать большое число копий этих генов, расположенных в тандемной последовательности, что в свою очередь дает возможность синтезировать одновременно много рРНК. Этот механизм необходим ооцитам для того, чтобы производить много рибосом для быстрого синтеза клеточных белков в процессе ускоренно- [c.898]

Другой и более непосредственной задачей геохимика-органика является попытка проследить на молекулярном уровне направление биологической эволюции. Для такого исследования потребовались бы сведения о нуклеиновых кислотах и белках, синтезированных древними организмами, но они пока не обнаружены (за редкими, возможно, исключениями). Поэтому мы вынуждены обратиться к геохимически устойчивьш веществам, например, к УВ и окисленным веществам, которые, вероятно, были образованы при разрушении менее устойчивых молекулярных систем. Эти вторичные продукты обмена ( se ondary metabolites ), как мы их называем, могут рассматриваться как следы молекулярных систем, в которых они синтезированы, или как родственные им вещества. [c.216]

Следующие шаги в направлении усовершенствования и упрощения ферментной системы, синтезирующей белок in vitro, сделали Ниренберг и Матеи. Они руководствовались идеей, что РНК вирусов работает в клетке хозяина в качестве ИРНК, т. е. программирует синтез белков в рибосомах. Так как получить очищенную РНК вируса табачной мозаики не представляет особого труда, то ее и использовали в качестве ИРНК в рибосомном препарате из Е. oli. В итоге происходила значительная стимуляция синтеза белка, достигавшая 500%. Этот опыт снова показывает универсальность рибосом, их способность синтезировать произвольные белки, в частности абсолютно чуждые данному организму. [c.477]

В зависимости от основных методов получения полимеров их можно разделить на полимеризационные, поликонденсационные и модифицированные. Последние получают из природных полимеров методом их модификации, т. е. изменением их первоначальных свойств в нужном направлении. Первые две группы полимеров (по-ликонденсационные и полимеризационные) являются синтетическими полимерами, так как они получены методами поликонденсации или поли.меризации мономеров, которые, в свою очередь, синтезируются из простейших веществ — природных и нефтяных газов, углекислоты, азота, водорода, аммиака и многих других недефицитных исходных веществ. Поэтому синтетические полимеры имеют практически неограниченную сырьевую базу и в настоящее время являются основой большинства пластмасс, применяемых в технике, в том числе и в строительной. Полимеры, полученные модификацией природных полимеров — целлюлозы, животных белков, природных каучуков, в настоящее время находят сравнительно ограниченное применение, особенно в строительной технике в силу их меньшей атмосферостойкости и водостойкости. [c.5]

В то время как большую часть хроматинового ядра составляет эвхроматин, содержащий дезоксирибонуклеиновую кислоту, хроматин ядрышка, называемый гетерохроматином, содержит главным образом рибонуклеиновую кислоту. Образующийся в области ядрышка белок мигрирует по направлению к ядерной мембране, по ту сторону которой синтезируются рибо-нуклеотиды и белки цитоплазмы [61]. Большое количество рибо-нуклеотидов было найдено в растущих и в секретирующих органах, т. е. там, где биосинтез белка протекает с особенно большой скоростью. В органах же взрослого организма, медленно растущих или совершенно не растущих, содержание рибонуклеиновой кислоты очень невелико, даже если эти органы биологически весьма активны [62]. [c.392]

Действительно, интересными в этом направлении опытами следует считать попытки Абдергальдена [10] получить синтетически соединения М-аминоацильного типа. Многочисленные вещества, выделенные Н. Д. Зелинским с сотрудниками и Э. Абдергальденом при частичном гидролизе белков, рассматривались авторами как соединения дикетопиперазинов с аминокислотами. Поэтому представляло большой интерес синтезировать аминокислотные ангидриды, в построении которых участвуют более чем две аминокислоты. Изучение поведения этих соединений при ферментативных процессах, при образовании медных комплексов преследовало одновременно цель установления возможности присутствия в белках подобных структур. [c.309]

Дальнейшие энзиматические превращения фосфоглицериновой кислоты ведут к образованию карбоновых кислот, углеводов и аминокислот. Синтез гексоз проходит в обратном направлении, тем же путем, как гликоли т. е. энзиматический распад углеводов с участием процессов фосфоролиза,. наблюдаемый при спиртовом брожении, в мышечных тканях и т. д. Предшественниками сахарозы являются не глюкоза и фруктоза, а продукты их фосфорилирования, а именно глюкозо-1-монофосфат (эфир Кори) и фрук-тозо-6-монофосфат. Это видно из того, что в сахарозе и в обоих эфирах, при кратковременном освещении, радиоактивный углерод появляется раньше, чем в глюкозе и фруктозе. Образование аминокислот, из которых синтезируются белки, идет в общих чертах следующим путем. Двууглеродные группы типа ацетатов образуют пировиноградную и щавелеуксусную кислоты, аминирование которых дает аминокислоты. Синтез последних из ацетатов был подтвержден прямым путем добавление к освещаемой взвеси хлореллы ацетата, меченного радиоактивным С в карбоксиле, быстро ведет к появлению радиоактивного а-аланина с меченым углеродом не только в карбоксиле, но и в углеродной цепи. Превращения пировиноградной кислоты по рассматриваемому ниже циклу трикарбоновых киСт лот, повидимому, при фотосинтезе не происходит, так как не удалось идентифицировать образования радиоактивной а-кетоглютаровой кислоты и некоторых других звеньев этого цикла. Во всех рассмотренных превращениях принимают участие энзимы и процессы фосфорилирования и дефое-форилирования, как и в других случаях обмена углеводов. [c.309]

Значение аминокислот. Аминокислоты, независимо от их происхождения, используются организмом в различных направлениях для построения белковых тел клеток и тканей для образования углеводов и жиров для синтеза гормонов и витаминов белок служит также источником энергии. Выработка ферментов, гормонов и других специальных продуктов происходит даже во время голодания, когда синтезы их могут осуществляться только за счет белков собственных тканей. В качестве примера синтеза некоторых соединений в организме при участии аминокислот можно указать на гооцесс переметилирования (1911). Так выяснилось, что холин (СНд)я N (ОН) СН2СН2ОН может синтезироваться при помощи метильных групп метионина путем метилирования, вероятно, этаноламина HaN Ha HaOH-Затем эти метильные группы могут быть перенесены с холина на вещество, из которого образуется креатин [c.364]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология