Ферменты и другие глобулярные белки

Ферменты н другие глобулярные белки [c.443]

Миоглобин является в каком-то смысле исключительным белком, поскольку у большинства других глобулярных белков содержание а-спи-ральных участков оказывается сравнительно невысоким. Например, составленная из 129 остатков цепь лизоцима (рис. 2-9), одного из самых небольших ферментов (мол. вес 14 600), содержит лишь несколько коротких спиралей. Цепь лизоцима уложена по большей части сложным и нерегулярным образом. Обратите внимание на область, содержащую антипараллельный складчатый р-слой. Он начинается с участка между остатками 42 и 45, далее цепь поворачивает назад, формируя петлю наподобие шпильки, и между остатками 51—54 и 42—45 образуются водородные связи. Складчатая структура просматривается и в некоторых других частях цепи. [c.96]

В белке волос и шерсти, а также других кератинах а-спирали многократно скручены друг с другом в многожильные тяжи, которые образуют видимые глазом нити. Цепи белков шелка вытянуты во всю длину (а не свернуты в спираль) и соединены с параллельными цепями водородными связями в листы, показанные на рис. 21-2,а. В глобулярных белках цепи не являются полностью вытянутыми или полностью свернутыми в а-спираль чтобы молекула имела компактную структуру, она должна быть надлежащим образом деформирована. В молекуле миоглобина (см. рис. 20-25) 153 аминокислоты белковой цепи свернуты в восемь витков а-спирали (обозначенные на рисунке буквами А-Н), которые в свою очередь свернуты так, что в результате получается компактная молекула. Витки Е и Р образуют карман, в котором помещается группа гема, и молекула кислорода может связываться с атомом железа этого гема. Подобным же образом построена молекула гемоглобина, которая состоит из четырех миоглобиновых единиц (см. рис. 20-26). Небольшой белок цитохром с (см. рис. 20-23) имеет меньше места для витков а-спирали. 103 аминокислоты этого белка свернуты вокруг его группы гема подобно кокону, оставляя к ней доступ только в одном месте. У более крупных ферментов, например трипсина (223 аминокислоты) и карбоксипептидазы (307 аминокислот) в центре молекулы имеются области, где белковая цепь делает ряд зигзагов, образуя несколько параллельных нитей, скрепленных водородными связями подобно тому, как это имеет место в молекуле шелка. [c.317]

Белки-это полимеры аминокислот. Фибриллярные белки являются основным структурным материалом волос, кожи, ногтей, мышц и сухожилий. В этих структурах белковые цепи свернуты спиралями в многожильные тяжи или связаны друг с другом водородными связями в листы. Глобулярные белки включают ферменты, молекулы-переносчики и антитела. В белках этого типа цепи могут иметь вид спиралей или листов, но затем эти структуры многократно перегибаются, сворачиваясь в компактные, изолированные молекулы. [c.338]

Наиболее важный класс глобулярных белков образуют биологические катализаторы, ферменты. Они характеризуются каталитическим механизмом, позволяющим им ускорять достижение конкретной реакцией состояния термодинамического равновесия, а также специфичность к субстрату, благодаря которой они способны делать выбор между потенциальными молекулами субстратов, воздействуя на одни из них и отказываясь воздействовать на другие. Участок поверхности фермента, на котором происходит катализ, называется активным центром. Механизм катализа может осуществляться при помощи заряженных групп, доноров и акцепторов электрона или протона, а также при помощи атомов металла в активном центре фермента. Избирательность ферментов обусловливается формой их поверхности и характером взаимодействия с субстратом, например водородной связью, электростатическим взаимодействием или гидрофобным притяжением. Фермент и его субстрат соответствуют друг другу по форме и размеру, как ключ и замок. [c.339]

Характерная особенность структуры мицелл — это гидрофобное ядро, образованное углеводородными цепями молекул ПАВ, окруженное гидрофильным слоем их головных групп. Этим создается некоторое подобие мицеллярной структуры со структурой глобулярных белков (см. гл. I). Однако если белковая глобула — это относительно жесткое и весьма неоднородное образование, то мицелла ПАВ, напротив, носит псевдожидкий характер [1001 и образована совершенно идентичными молекулами ПАВ. Хотя эти различия и накладывают существенные ограничения на использование мицелл как моделей ферментов [1011, с другой стороны, именно благодаря простоте в построении мицелл в мицеллярных системах наиболее четко и достоверно могут быть прослежены такие эффекты, как стабилизация переходного состояния химической реакции за счет дополнительных сорбционных взаимодействий (или же сближение реагентов при их концентрировании), далее сдвиг р/Са реагирующих групп и влияние микросреды на скорость реакции. [c.115]

Функциональный аппарат клеток состоит в основном из ферментов. Сотни ферментов удалось выделить из живых клеток, очистить и получить в кристаллическом виде. Многие другие обнаруживаются только по их каталитическому действию и в чистом виде пока не выделены. Большинство известных в настоящее время ферментов представляет собой растворимые глобулярные белки, однако каталитическими свойствами могут обладать и структурные белки клетки. Так, актин и миозин совместно катализируют гидролиз АТР (гл. 4, разд. Е). (Следует, однако, заметить, что пока неясно, как эта ферментативная реакция сопряжена с сокращением мышечных волокон.) [c.5]

В более общем случае, когда полипептид построен путем ступенчатого наращивания различных остатков аминокислот, влияние различия структуры боковых радикалов обычно сильнее, чем тенденция к принятию упорядоченной конформации, возникающей из-за структурной регулярности скелета молекулы. В общем случае молекула принимает случайную или неупорядоченную конформацию. Это справедливо и для глобулярных белков, включая ферменты, где молекула в целом не принимает упорядоченной конформации, но тем не менее отдельные участки полипептидной цепи имеют упорядоченную конформацию там, где комплементарные боковые радикалы группируются друг с другом. [c.426]

Активность ферментов со временем исчезает, подобно активности простых катализаторов (кислот, оснований, ионов), и, как правило, она существует в течение меньшего промежутка времени, чем активности гетерогенных катализаторов (окиси алюминия или восстановленного никеля). В случае ферментативных реакций количество субстрата, превращенного в единицу времени, со временем становится все меньше, а спустя более длинный промежуток времени реакция практически приостанавливается. Дезактивация ферментов объясняется их денатурацией или другими превращениями, обусловленными их характером глобулярных белков. [c.794]

Несмотря на то что использованные методы были весьма различными, полученные результаты, в общем, довольно хорошо согласуются между собой (для одного и того же белка). Установлено, что молекулярные веса различных протеинов колеблются от 6000—12 ООО до нескольких миллионов и даже до десятков миллионов, чаще всего от 20 000 до 90 000. Форма макромолекул найдена весьма различной от частиц почти шарообразных, лишь несколько удлиненных, до вытянутых, нитевидных. В первом случае говорят о глобулярных белках, во втором — о фибриллярных. Большинство ферментов и других специфически активных протеинов представляет собой глобулярные белки. Обычно, характеризуя форму белковых частиц и степень их асимметрии, условно пользуются представлением о гидродинамически эквивалентном эллипсоиде, приближенно принимаемом за форму молекулы белка. При этом указывают величину отношения размеров его полуосей — s/a. Здесь в — продольная и а — поперечная полуоси. Величина е/а колеблется у различных белков примерно от 1 до 200. У глобулярных белков (в том числе ферментов) она обычно составляет от 1—2 до 4—6. Следует отметить, что истинные формы белковых молекул далеко не ясны и поэтому величины подобного рода имеют в определенной мере условный характер. [c.31]

Уже давно известно, что некоторые ферменты имеют каталитически активные простетические группы. Активность этих ферментов, однако, также зависит от их белковых компонентов об этом свидетельствует резкое падение их ферментативной активности при нагревании или под действием других факторов, ведущих к денатурации белка. Некоторые ферменты (например, рибонуклеаза) относительно устойчивы к нагреванию. Это обусловлено тем, что их белковый компонент лишь с трудом подвергается денатурации [4]. Поскольку большинство глобулярных белков легко денатурируется, термостабильность рибонуклеазы и некоторых других подобных ферментов указывает на то, что структура их белков более устойчива и жестка, чем структура обычных глобулярных белков. Иногда очень трудно [c.273]

Поверхности, для которых выполняется это соотношение, имеют минимальную площадь. С молекулярной точки зрения стремление поверхности к сокращению основано на том, что силы притяжения между молекулами, находящимися внутри фазы, и молекулами, расположенными на поверхности, превышают силы притяжения между молекулами, находящимися внутри фазы. Когда речь идет о поверхности жидкости, граница раздела между жидкостью и воздухом выражена достаточно резко и состоит из слоя толщиной в одну-две молекулы. Поверхность молекулы глобулярного белка гораздо сложнее, она очень неровная и содержит разного рода выступы и выемки независимо от того, насколько компактно молекула свернута в трехмерную глобулу. Поверхность белка не может быть гомогенной, и особенно сложной она бывает в случае ферментов, для которых характерно наличие одного или двух активных центров. Мы ограничимся описанием поведения модельных молекул с однородной поверхностью в надежде на то, что поведение молекул глобулярных белков во многом ему подобно. Обычно в качестве модели выбирают сферу. Если речь идет о вытянутых спиральных структурах, то моделью могут служить длинные тонкие стержни, но, как правило, удобнее использовать в качестве модели вытянутый эллипсоид. Сферу или эллипсоид гораздо легче описать с помощью математических уравнений, чем другие возможные модели. [c.381]

Советские ученые исследуют белковые вещества также с других теоретических позиций и другими методами. Д. Л. Талмуд на основании физикохимических исследований с использованием моделирования сделал интересную попытку построения новой модели глобулярных белков [291]. Биохимическое значение имеют работы В. Н. Ореховича [292] по кристаллическим белкам. Большой интерес представляют работы С. Е. Бреслера [293] с сотрудниками по так называемому ресинтезу белков под высоким давлением (5000—10000 атм.) и с участием ферментов, когда из продуктов распада белков получаются вещества, очень близкие по свойствам и составу к природным белкам. ]Иожно с уверенностью отметить, что все эти работы знаменуют собой новый этап в решении проблемы о строении и синтезе белков. [c.269]

Удивительно полная аналогия обнаруживается при сравнении структуры и свойств мицелл и глобулярных белков, включая ферменты. Рентгенографические исследования показали, что в глобулярных белках гидрофобные боковые цепи аминокислот обращены внутрь глобулы, в то время как заряженные и другие гидрофильные группы локализуются на поверхности, [c.309]

Явление, описанное выше на примере рибонуклеазы, кажется типичным для поведения глобулярных белков в целом. Вытянутые полипептидные цепи, по-видимому, наделены способностью при соответствующих условиях самопроизвольно принимать уникальную третичную структуру. В некоторых случаях в образовании активного белка принимают участие две или более полипептидных цепей, по даже и тогда денатурация, включающая в себя физическое разделение слагаемых цепей, в основном может быть обратима. Две различные полипептидные цепи инсулина рис. 45, б) соединены двумя дисульфидными связями, которые могут быть восстановлены с разделением цепей Атл В. При окислении раствора, содержащего смесь двух этих цепей, восстанавливается значительное количество активного гормона, идентичного с первоначальным белком [404]. Три субъединицы фермента альдолазы связаны лишь вторичными валентными связями. Эти субъединицы могут быть отделены друг от друга, развернуты в сильно вытянутую форму, а весь процесс может быть обратимым с сохранением активности фермента [405]. Образование третичной структуры в субъединицах, очевидно, приводит к появлению частиц с комплементарными поверхностями, что, таким образом, чрезвычайно благоприятствует их ассоциации в четвертичную структуру. [c.139]

Рентгеноструктурный анализ окси- и дезоксигемоглобинов позволил ответить на два очень важных вопроса, представляющих общий интерес для понимания свойств ферментов. Речь идет о том, почему простетические группы в глобулярных белках обладают совсем другими химическими свойствами, чем в растворе, и каким образом в белках осуществляется регуляция энергии связи субстрата (здесь — Ог) с активным центром. Изложенное позволило дать физически ясное обоснование давним представлениям энзимологов о роли стерических факторов в активных центрах белков. В данном примере речь идет [c.106]

Все белки являются полимерами аминокислот. Общая формула такого полимера показана в нижней части рис. 21-1, а модель отдельной аминокислоты-на рис. 21-12. Ферменты представляют собой один из классов белков, причем, видимо, наиболее важный. Ферменты имеют компактные молекулы с молекулярной массой от 10000 до нескольких миллионов и диаметром от 20 А и выше. Они выполняют роль катализаторов, регули-руюидах биохимические реакции. Другие компактные молекулы белков, например миоглобин и гемоглобин, выполняют роль переносчиков и накопителей молекулярного кислорода (см. рис. 20-25, 20-26). Цитохромы-это белки, способные к окислительно-восстановительным реакциям и играющие роль промежуточных звеньев при извлечении энергии из пищевых продуктов (см. рис. 20-23). Молекулы гамма-глобулинов с молекулярной массой порядка 160000 представляют собой так называемые антитела, защитное действие которых заключается в том, что они присоединяются к вирусам, бактериям и другим чужеродным телам в живом организме и осаждают их из жидких сред. Все перечисленные белки относятся к глобулярным белкам. [c.313]

К другой группе — сферопротеинам (они называются также глобулярными белками) — относятся белки, третичная структура которых напоминает сферические объекты. Они встречаются во всех видах тканей и имеют самое разное назначение. Так, многие из них являются ферментами, другие — антителами. В крови (а также в мышцах, молоке и яйцах) присутствуют альбумины и глобулины. В ядрах клеток содержатся гисто-ны. Тромбин участвует в превращении растворенного в крови [c.194]

В большинстве регуляторных систем растений и животных катализ осуществляется глобулярными белками, которые носят название ферментов. Высокая химическая специфичность ферментов связана отчасти с уникальной макроструктурой этих полимеров. Сложность общей структуры белков можно оценить на примере фермента рибоиуклеазы (рис. 25-12). В то время как вторичная структура белков определяется только водородными связями, многочисленные изгибы полипептидной цепи, придающие глобулярным белкам третичную структуру, зависят не только от пептидных связей и водородных связей между амидными группами, но и от других типов связей, а именно а) дисульфидных связей в цистине б) ионных связей, в которых участвуют дополнительные аминогруппы или карбоксильные группы в) водородных связей и г) гидрофобных взаимодействий (рис. 25-13). [c.410]

Глобулярные белки растворимы в воде и разбавленных солевых растворах и обладают шарообразной формой молекулы (эллипсоид вращения). Компактная структура возникает прн определенном сворачивании полипептидной цепи в основе такой структуры, по существу, лежит гидрофобное взаимодействие неполярных боковых цепей аминокислот. Помимо этого во взаимодействии отдельных участков цепн играют роль водородные связи и в некоторой степени ионные связи. Хорошая растворимость глобулярных белков объясняется локализацией иа поверхностн глобулы заряженных аминокислотных остатков, которые, окружая себя гидратной оболочкой, обеспечивают хороший контакт с растворителем. К глобулярным белкам относятся все ферменты и, за исключением структурных, большинство других биологически активных белков. [c.344]

Фактором, благоприятствующим гидрофобным взаимодействиям, является изменение энтропии, точнее говоря, ее прирост. В случае глобулярных белков полярные и прежде всего почти все ионные группы находятся на поверхности, чем облегчается гидратащ1я молекулы белка, имеющая большое значение для стабилизации пространственной структуры. У некоторых белков удаление воды неизбежно связано с их денатурацией. Большая часть неполярных остатков, напротив, находится внутри молекулы белка. Они укладываются плотно один к другому и практически выдавливают воду из первоначально еще непрочной клубковой структуры полипептидной цепи, что приводит к компактности и стабильности гидрофобного ядра. Само собой разумеется, что часть функциональных (ионных) групп боковых цепей находится внутри молекулы белка. Группы, оказавшиеся замаскированными, не подвергаются внешним воздействиям (изменение pH, реакции модификации и др.). Более того, измененная реакционноспособность таких функциональных групп, имеющая значение для каталического действия ферментов, определяется гидрофобным окружением и взаимодействием с [c.382]

Ангиотензин II - октапептидный тканевый гормон, входит в качестве центрального действующего элемента в ферментную ренин-ангиотензино-вую систему, в которой осуществляется его биогенез и распад. Ангиотензин II - самый мощный из известных прессорных агентов в системе крово-Ьбращения. Он стимулирует сужение периферических артериол по всему организму и тем самым повышение артериального давления. Помимо этого ангиотензин II активизирует секрецию ряда гормонов (главным образом альдостерона), влияет на работу сердца, печени, центрального и периферического отделов нервной системы, а также вызывает ряд других откликов в организме млекопитающих. Его биохимический предшественник - ангиотензин I, образуется, согласно приведенной ниже схеме, из глобулярного белка крови ангиотензиногена при действии протеолитиче-ского фермента ренина. [c.269]

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]

Обычно активные центры ферментов включают части всех структурных доменов глобулярного белка. Активные центры всех известных мультидоменных белков (табл. 5.2) расположены между доменами (рис. 4.1). Эти домены определяются не только как глобулярные области, разделенные полостью активного центра, но имеют и другое характерное для доменов свойство — они связаны между собой только одной пептидной цепью (табл. 5.2). Субстраты и кофакторы обычно присоединяются к разным доменам. В случае NAD связывающий кофактор домен всегда имеет ту же самую с довольно развитой открытой поверхностью топологию н NAD присоединяется в эквивалентных положениях (рис. 5.17, б), что является результатом эволюции [254, 255]. Кроме того, этот домен обнаружен на N-конце трех дегидрогеназ и одной киназы [230— 233, 235], а также на С-концевой половине четвертой дегидрогеназы [234] и в средней части фосфорилазы [236], что указывает на возможность дупликации соответствующего гена и его переноса в другое место генома. Все эти факты, включение в активный центр частей различных доменов, наличие кофакторепецифичных доменов и возможность переноса домена дают основание предположить, что ферменты конструируются с использованием модульной системы кофактор и субстратспецифичные домены, необходимые для обеспечения заданной функции, отбираются и объединяются в одной цепи глобулярного белка [124, 256]. [c.117]

Форма выделяемых частиц не всегда сферическая, и тогда в используемые методы вносят необходимые поправки, или выбирают какие-либо другие способы изоляции и расчета Ферменты — глобулярные белки, поэтому при их разделении играют роль, в основном, молекулярные массы (ММ) молекул, а не число субъединиц (С) в них В качестве примера можно назвать химотрипсин (ММ = 24500 Да, С = 3), щелочную фосфатазу (ММ = 80000 Да, С = 2), лактатдегидрогеназу (ММ = 140000 Да, С = 4), триптофаназу (ММ = 220000 Да,С = 8), и др Более того, известны ферменты, катализирующие одну и ту же реакцию в организме одного вида, но представляющие собой различные молекулярные формы Их называют изоферментами, выделение которых по высказанным причинам заметно осложняется [c.49]

Заканчивая этот раздел, необходимо подчеркнуть, что в создании третичной структуры белков, вероятно, участвует много других факторов Например, папаин не имеет дисульфидных связей, а энолаза не содержит остатков ни цистеина, ни цистина однако оба эти фермента сохраняют глобулярную форму. Чибнелл полагал, что в белках имеются тиоловые эфиры, а недавно было высказано предположение о существовании связей этого типа в активном центре папаина. [c.38]

Белки могут быть разбиты на два больших класса в соответствии с формой их молекул и некоторыми физическими свойствами глобулярные и фибриллярные белки (рис. 6-1). В глобулярных белках одна или большее число полипептидных цепей свернуты в плотную компактную структуру сферической, или глобулярной, формы. Обьлно глобулярные белки растворимы в водных системах и легко диффундируют одни из.этих белков выполняют функции, обусловленные их подвижностью, а другие функционируют как динамические системы. К глобулярным белкам относятся почти все ферменты, равно как и транспортные белки крови, антитела и пищевые белки. Фибриллярные белки представляют собой нерастворимые в воде длинные нитевидные молекулы, полипептидные цепи которых не имеют глобулярной формы, а вытянуты вдоль одной оси. Большинство фибриллярных белков выполняет структурные или защитные функции. Типичными фибриллярными белками являются а-кератин волос и шерсти, фиброин шелка и коллаген сухожилий. [c.140]

Белки пищи расщепляются ферментами в желудочно-кишечном тракте до составляющих их аминокислот. Белки, поступающие в желудок, стимулируют выделение гормона гастрина, который в свою очередь вызывает секрецию соляной кислоты обклаЭочньши клетками желез слизистой желудка (рис. 24-3), а также пепсиногена главными клетками. Желудочный сок имеет pH от 1,5 до 2,5. Благодаря такой кислотности он действует как антисептик, убивая большинство бактерий и других клеток. Кроме того, в условиях низкого pH желудочного сока глобулярные белки подвергаются денатурации, их молекулы разворачиваются и вследствие этого внутренние пептидные связи полипептидных цепей становятся более доступными для ферментативного гидролиза. Пепсиноген (мол. масса 40000), являющийся неактивным предшественником фермента, или зимогеном, превращается в желудоч- [c.747]

Две цепи ДНК, по Уотсону и Крику, образуют совместную спираль (рис. 95), в которой основания расположены внутри спирали, а остатки фосфорной кислоты — снаружи. Расположение обеих цепей в спирали взаимно строго обусловлено условиями упаковки и образования водородных связей между аденином и тиминоми между гуанином и цитозином,— они всегда располагаются друг против друга, но внутри каждой цепи чередование нуклеотидов своеобразной специфично у каждого вида организмов. Интересно, что шаг спирали на одно нуклеотидное звено (3,4 А) практически совпадает с периодом повторяемости на один аминокислотный остаток в вытянутой полипептидной цепи. Взаимоотношение между спиралями ДНК и глобулярных белков (ферментов) представляет исключительный биологический интерес и в настоящее время подробно исследуется. [c.214]

Конформация полипептида в растворе частично определяется прямым взаимодействием пептидных групп друг с другом. То обстоятельство, что синтетические по-липептидй имеют высокорегулярную, кристаллическую структуру, тогда как многие другие- полимеры аморфны, т. е. обладают структурой беспорядочного клубка, в принципе свидетельствует о наличии некой естественной конформации для полипептидов. Результаты тщательной оценки длины связей и валентных углов, основанной на размерах, установленных для планарных пептидных связей в кристаллах небольших пептидов, существенно ограничили число возможных моделей конформации полипептидов. Дальнейшие ограничения в выборе возможной конформации были связаны с тем, что, согласно исходным предположениям, каждая карбонильная и каждая амидная группа пептида участвует в образовании водородной связи и что конформация полипептида должна соответствовать минимальной энергии вращения вокруг одинарной связи. Этим требованиям для пептидов, в которых имеются внутримолекулярные связи, отвечала правая спираль, содержащая 3,6 аминокислотных остатка на один виток (так называемая а-спираль) [1].. Существование спиральных структур предсказанных размеров в синтетических полипептидах было подтверждено с помощью самых различных физических методов, в том числе и методом рентгеноструктурного анализа. Такая а-спираль, в которой каждая пептидная группа соединена водородной связью с третьей от нее пептидной группой, считается наиболее вероятной моделью отдельных участков остова молекулы глобулярных белков, к которым относятся и ферменты. Нужно подчеркнуть, однако, что конформация глобулярного белка в целом отличается от простой регулярной а-спиральной структуры из-за наличия, в белке дисульфидных связей и остатков пролина, которые нарушают спиральное строение и изменяют ориентацию цепи, а также из-за взаимодействия боковых цепей, ответственного за третичную структуру. Действительно, рентгеноструктурный анализ с высоким разре- [c.25]

Затруднение первого типа связано с тем, что реакционноспособность группировки в глобулярном белке зависит от ее химического окружения, так что она может быть замаскирована в отношении потенциального инактивирующего реагента, хотя и доступна действию с5уб-страта или какого-либо другого реагента. Таким образом, неспособность реагента инактивировать фермент может служить основанием для тех или иных выводов лишь в том случае, если показано, что сама реакция с ферментом произошла. Трудности второго типа возникают вследствие повышения реакционноспособности некоторых группировок, которые в результате начинают взаимодействовать с данным реагентом, хотя в нормальном случае они с ним не взаимодействуют. В качестве примера можно привести недавнюю работу Такахаси и др. [9], показавшую, что карбоксильная группа рибонуклеазы Т] реагирует с иодацетатом, который известен как реагент на более сильные нуклеофильные группы типа сульфгидрильной или имидазольной. Можно сослаться также на другую работу [10], в которой показано, что Ы-этилмалеимид может реагировать с е-аминогруп-пой лизина, а не с сульфгидрильной группой, в отношении которой он, как принято считать, специфичен. [c.220]

Первым глобулярным белком, для которого была определена пространственная структура, был миоглобин кашалота, исследованный Дж. Кэндрью и сотр. Опубликован прекрасный обзор этих работ [5]. Кроме того, можно рекомендовать четыре более поздние публикации, описывающие структуры белков из других источников. Структуры миоглобина, гемоглобина, лизоцима, рибонуклеазы, химотринсина, папаина и карбоксипептидазы А обсуждаются в иллюстрированной книге Дикерсона и Рейса [6]. Исследование карбоксипептидазы А, химотрипсиногена, химо-трипсина, эластазы, папаина и субтилнзина обсуждается в одном из томов Ферментов [7]. Структуры гемоглобина и миоглобина, а также различные свойства этих белков послужили темой еще одной книги [8]. Наконец, не так давно была описана структура цитохрома с [9]. Многие из этих статей иллюстрированы рисунками-стереопарами, дающими объемное изображение молекул при рассматривании их через специальные очки. [c.491]

Реплики поперечного среза мембран имели типичное трехслойно строение, причем на поверхности мембран были обнаружены сферические частицы (размер 6,0—25,0 нм). Предполагают, что частицы представляют собой липопротеидные субъединицы и располагаются внутри мембраны. Однако это маловероятно, поскольку частицы не выявляются на поперечных срезах мембран, где отчетливо просматривается трехслойная структура с гомогенным средним слоем. По мнению других исследователей, частицы представляют собой наружный белковый компонент мембраны, однако неясно, почему они не выявляются в некоторых мембранах. Возможно, частицы следует рассматривать как комплексы глобулярных белков-ферментов, адсорбированные мембраной или частично пронизывающие ее. [c.378]

В молекулах белков (альбумины,, глобулины, ферменты и др.) и полипептидов цепи построены из большого количества разнообразных остатков -аминокислот. Помимо последовательно соединяющих их плоскорасположенных пептидных связей —СО—N11 —, аминокислотные остатки связаны большим количеством водородных связей с удаленными остатками. Условия максимального насыщения внутримолекулярных водородных связей и максимальной плотности упаковки аминокислотных остатков в цени нри соблюдении обычных валентных углов и расстояний приводят к характерному свертыванию цепи в спирали. По теории Паулинга и Корея, в глобулярных белках, а-кератине и некоторых полипептидах свертывание происходит по типу а-спирали (рис. 120), где на 3 витка спирали приходится по 11 остатков и через каждый третий аминокислотный остаток между] пептидными группами образуется водородная связь (отмечена пунктиром), параллельная оси спирали. Последовательность аминокислотных остатков различна для каждого белка, что создает на поверхности спирали из боковых цепей аминокислот специфичный рельеф, определяющий структуру центров ферментативной, антигенной,, гормональной и других активностей белка. Взаимодействие боковых цепей вызывает также специфические для каждого белка отклонения основного хода спирали. В фибриллярных белках (фиброин шелка, В-кератин, миозин и др.) спирали вытянуты и водородные связи соединяют соседние цепи по перпендикулярным к их осям направлениям. [c.274]

Расположение обеих цепей в спирали взаимно строго обусловлено условиями упаковки и образования водродных связей между аденином и тимипом и между гуанином и цитозином, которые всегда должны располагаться друг против друга, но внутри каждой цепи чередование нуклеотидов является своеобразным и специфичным у каждого вида организмов. Интересно, что шаг спирали на одно нуклеотидное звено (3,4 А) практически совпадает с периодом вытянутой полипептид-ной цепи на один аминокислотный остаток. Взаимоотношение между спиралями ДНК и глобулярных белков (ферментов) представляет исключительный биологический интерес и подробно исследуется. [c.275]

Однако имеются многочисленные случаи связывания ионов с глобулярными белками, которые не поддаются такому простому объяснению. Обнаружено, например, что некоторые ферменты, для каталитической активности которых необходимы специфические ионы, связывают эт1г ионы значительно прочнее, чем этого можно было ожидать из известного поведения лигандов, принадлежащих ферменту. Специфичность связывания ионов часто таки е совершенно отлична от поведения низкомолекулярных комплексообразователей. Например,ферментенолаза активируется ионом 7п +, который, как известно, образует очень устойчивые комплексы, а также ионами Mg + и Мп +, являющимися плохими комилексообра-зователями. Никакими другими ионами этот фермент ие активируется [928]. Константа ассоциации енолазы с при pH 7,2 составляет 3300 [9281, а константа ассоциации карбоангидразы с активирующим 7п + при pH 7,5 равна 10 [929]. Эти высокие значения, несомненно, указывают на кооперативный эффект нескольких лигандов, располагающихся [c.323]

Другое подобное полимеризационное явление наблюдается для фибриногена — глобулярного белка, ответственного за свертывание крови. Обзор литературы по этому вопросу был сделан Шерагой и Ласковским [999]. Нативный фибриноген наблюдается в электронном микроскопе в виде линейной структуры, состоящей из трех узелков, связанных сравнительно тонкой нитью [1000]. В этой форме белок не обладает способностью к образованию агрегатов. Однако под действием протеолитическо-го фермента тромбина от фибриногена отщепляется небольшая пептидная молекула, и оставшийся белок ( фибриновый мономер ) проявляет высокую тенденцию к ассоциации с образованием больших структур и в конечном счете сшитого геля. Процесс поперечного сшивания может быть ингибирован различными реагентами в этих условиях можно изучать ассоциацию фибринового мономера до стержневидных полимеров. Исследование методом светорассеяния позволяет предположить, что поперечное сечение этих стержней в два раза больше поперечного сечения фибринового мономера, на основании чего было предположено [1001,1002], что линейный полимер фибрина растет в результате ступенчатого перекрытия удлиненных мономерных звеньев, как это схематически изображено на рис. 130, б. Однако размеры стержневидного фибринового полимера, наблюдаемые в электронном микроскопе, по-видимому, исключают ассоциацию путем параллельного расположения [1000], и причина этого расхождения еще не выяснена. [c.339]

Белки (или протеины) представляют собой один из самых значительных и наиболее разнообразных классов природных макромолекулярных соединений. Эти полимеры являются продуктами жизнедеятельности всех видов животных и растительных организмов и имеют первостепенное значение для жизненных процессов и питания. Все белки делятся на два обширных класса—фибриллярные и глобулярные. Глобулярные белки растворимы в воде и легко поддаются химическим превращениям в живых организмах они находятся в виде сфероидальных частиц, что и послужило основанием для названия этого класса веществ. Эта группа белков выпол-йяет разнообразнейшие биологические функции и непосредственно связана с основными процессами жизнедеятельности. Так, например, они выступают в роли ферментов, гормонов, антител, токсинов и других важнейших составных частей растущих и размножающихся клеток. [c.326]

Рассмотренный пример не является исключением. Так, С-концевой полипептид папаина из ПО остатков, представляющий собой достаточно автономную область трехмерной структуры, был отнесен, как и а-химотрипсин, к -структурным белкам [157]. Следовательно, формирование его конформации должно проходить в принципе так же, как у рассмотренного фермента. Но С-концевой домен папаина содержит лишь восемь -структурных остатков и приходится описывать весь процесс укладки, не воспользовавшись другими 102 остатками, в том числе 11 а-спиральными. Еще один пример. Инсулин причислен к а-структурной группе [157]. Поэтому при сборке его структуры не замечается уже -структурный участок. Принципиальный недостаток схемы уровней структурной организации глобулярных белков Шульца и Ширмера заключается в том, что в ней не учитывается существование нерегулярных участков полипептидной цепи, иными словами, сборка третичной структуры представляется только путем ассоциации вторичных и супервторичных структур и состоящих из них доменов. И такое представление не претерпело каких-либо изменений и остается общепринятым и сегодня. В 1989 г., т.е. спустя десять лет после выхода в свет монографии Г. Шульца и Р. Ширмера, Г. Фасман писал ...стало очевидно, что третичное свертывание определяется главным образом упаковкой а-спиралей и/или -структур... Супервторичные структуры являются главными компонентами доменов, которые, будучи собранными, составляют трехмерные конформации белков [238. С. 236]. [c.313]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология