Ламри

Перспективы развития науки о ферментах весьма образно сформулировал Ламри в 1959 г. [91 ...Итак, эта область еще не вышла из поры младенчества, но дитя шагает быстро и наговорило целые тома можно предвидеть раннее его возмужание. Когда решающее свойство или свойства белка будут раскрыты — в терминах структуры и каталитической функции, — тогда, возможно, твердо установленные теории органической и физической химии послужат основой для глубокого проникновения в одну из тайн, наиболее ревниво оберегаемых Природой . [c.7]

Авторы другой теории (Ламри и Эйринг [45, 461, Дженкс [29. 47]) полагают, что силы сорбции используются для создания напряжений (деформаций) в молекулах реагирующих компонентов, способствующих протеканию реакции. Если же активный центр фермента жесткий, то субстрат, чтобы он мог с ним связаться, должен претерпеть некоторую деформацию (см. рис. 17, III). При этом предполагается, что активный центр устроен так, что в результате деформации молекула субстрата активируется (т. е. приобретает некоторые свойства, важные для образования переходного состояния реакции). В противном случае, когда жесткой является молекула субстрата, а конформа-ционно лабилен фермент, схему катализа можно представить так же, как для механизма индуцированного соответствия (рис. 17, II). Легче всего представить индуцированное субстратом (или, в противном случае, белком) искажение конформации, которое включает сжатие (или растяжение) связей или изменение углов между связями. В общем случае, рассматривая строение молекулы субстрата или белка в более общем виде, под напряжением структуры можно понимать также и, например, десольватацию функциональных групп, принимающих участие в химической реакции. [c.60]

В итоге приходим к выводу, что конформационно-сольватационные изменения в активном центре, осуществляющиеся при (и за счет) сорбции субстрата на ферменте, приближают комплекс Михаэлиса (или, соответственно, ацилфермент), к переходному состоянию химической стадии (см. гл. II, теоретические воззрения Дженкса, Ламри и Эйринга относительно механизма напряжения ). Не исключено, что именно при этом происходит тонкая настройка по отношению друг к другу функциональных групп белка, входящих в составной нуклео-фял активного центра. [c.156]

Согласно концепции Ламри, изменение конформации белковых макромолекул при образовании и превращении фермент-суб-стратных комплексов приводит к нарушению одних контактов и образованию других, к конформационному давлению на субстрат и каталитические группы, тем самым способствуя снижению энергетических барьеров реакции. При этом выполняется правило лол<-плементарности свободной энергии химической реакции и конфор-мационной энергии макромолекулы, в результате чего происходит сглаживание энергетического рельефа суммарного процесса. [c.188]

Динамическая структура белковых макромолекул ферментов, постулированная Ламри, Линдерштром-Лангом и Кошландом, которая проявляется в локальной тепловой подвижности отдельных участков и в способности к индуцированным конформационным переходам, играет первостепенную роль в реализации таких функ- [c.188]

Динамическая структура белковых макромолекул ферментов, постулированная Ламри, Линдерштром-Лангом и Кошландом, которая проявляется в локальной тепловой подвижности отдельных участков и в способности к индуцированным конформационным переходам, играет первостепенную роль в реализации таких функционально важных свойств ферментов, как динамическая адаптация формы фермента к структуре каталитических и субстратных групп, меняющаяся в процессе химической реакции, аллостерическое взаимодействие между пространственно разобщенными центрами, реализация принципа компле-ментарности свободных энергий (по Ламри) и индуцированного соответствия (по Кошланду). [c.242]

Годы, прошедшие с момента выхода предыдуш,его издания данной монографии (имеется перевод Практическая растровая электронная микроскопия.—М. Мир, 1978), ознаменовались бурным развитием принципов электронно- и ионно-зондовой аппаратуры и методов исследования. В первую очередь сюда следует отнести создание серийных растровых оже-электронных микроанализаторов, таких, как ЛАМР-10 (фирма ЛЕОЬ), установок электронно- и ионно-лучевой литографии, метрологических и технологических растровых электронных микроскопов и т. д. Существенно улучшились параметры приборов. Так, сейчас серийные растровые электронные микроскопы с обычным вольфрамовым термокатодом обладают гарантированным разрешением 50—60 А, модели высшего класса с наиболее высокими характеристиками имеют встроенную мини-ЭВМ, с помощью которой автоматически устанавливается оптимальный режим работы прибора, существенно облегчилось и стало более удобным обращение с прибором. В ряде случаев вместо обычных паромасляных диффузионных насосов для откачки используются турбомолекулярные и ионные насосы, создающие чистый вакуум вблизи образца, за счет чего снижается скорость роста пленки углеводородных загрязнений на объекте. [c.5]

Согласно концепции Р. Ламри, изменение конформации белковых макромолекул при образовании и превращении фер-мент-субстратных комплексов приводит к нарушен ию одних контактов и образованию других, к конформационному давлению на субстрат и каталитические группы, что способствует [c.551]

В ранних работах Р. Ламри и Г. Эйринга было сделано предположение о том, что взаимодействие субстратов с ферментами сопровождается определенным искажением структуры (конформации) последних. Этот процесс сопровождается такими изменениями энергетического состояния системы, которые способствуют благоприятному течению данной реакции. Впоследствии Р. Ламри совместно с Р. Билтоненом развил эти [c.554]

Основные положения физической теории. Ни одному из известных опытных фактов не противоречит сформулированное Р. Ламри и Г. Эй-Рингом в 1954 г. положение о том, что нативная конформация белковой Молекулы отвечает термодинамически равновесному состоянию [51]. Это достояние обладает минимальной свободной энергией Гиббса, т.е. являет- [c.101]

Во втором томе настоящего издания [132] были обсуждены возмож-йости и перспективы статистического подхода и эмпирических алгоритмов Йредсказания, с помощью которых пытаются решить проблему свертывания белка на основе данных рентгеноструктурного анализа о пространственном строении белков, а-спиральной гипотезы Полинга и Кори, Дрофобной концепции Козмана и стереохимических ограничений. В этой Ьтаве рассматриваются преследующие ту же цель теоретические методы >асчета оптимальных конформаций пептидов и белков, предложенные в онце 1980-х и первой половине 1990-х годов. В настоящее время, поводимому, можно считать общепринятым представление о нативной конформации белка как о термодинамически равновесном состоянии РЗЗ-136]. Впервые оно было постулировано Р. Ламри и Г. Эйрингом в 1954 г. [137], однако больше известно как термодинамическая гипотеза [c.239]

Ламри и Билтонен предположили, что профиль конформационной свободной энергии вдоль реакционной координаты допол- [c.196]

Ламри и Ражендер [26] предположили, что эффект компенсации определяется свойствами воды. Допустим, что реакция А -> В сопровождается изменением состояния п молекул воды [c.371]

Компенсационный эффект свойствен ферментативным процессам. Так, при гидролитическом расщеплении эт-илового эфира Ы-ацетил-Е-триптофана химотрипсином АР очень мало, а ДЯ и Д5 велики. В сущности, почти все данные, пр 1веденные в последних трех столбцах табл. 6.2, свидетельствуют о компенсации. Связывание ряда ингибиторов ацетилхолинэстеразой также сопровождается компенсацией — ДЯ варьирует в этих процессах от —7 до +2 ккал/моль, а Д5 от —10 до - -20 кал/моль-град [26. Если здесь справедливо предположение об определяющей роли воды, то нужно установить, как влияет на поведение белковых молекул окружающая водная структура. Ламри и Ражендер считают, что связь белка с водой проявляется в изменении объема белковой молекулы в ходе реакции. Как будет показано в 6.5 и 6.7, ферментативная активность зависит от конформационных превращений белка и, тем самым, глобулы могут изменять свой объем. Изменение энергии водно-белковой системы можно представить в виде [c.372]

Таким образом, актуальной задачей является построение физической теории ферментативного катализа, основанной на рассмотрении ЭКВ (см. [125, 126]). Приведенные соображения дают физическую трактовку роли акустических колебаний (см. стр. 401), дыбы (см. стр. 401), а также так называемому эффекту дополнительности. Ламри и Билтонен [127] полагают, что профиль конформационной свободной энергии вдоль реакционной координаты дополнителен к профилю химической (электронной) свободной энергии (рис. 6.27). В результате в суммарном профиле активационные барьеры снижены. [c.408]

Ламри [213] использовал противоположный подход и пришел к заключению, что сближение реагентов в ферментативном катализе не имеет большого значения, поскольку ферментативный каталпз скорее связан с уменьшением АЯ+, а не с увеличением А5+. Очень кратко данные, на основании которых Ламри пришел к этому выводу, представлены в табл. (1-25). Если сравнить активационные параметры гидролиза глицилглицина, катализируемого ионом НзО+ и дауэкс 50(Н+) (в последнем случае расщеплению пептида предшествует его комплексообразование со смолой [215]), то можно заметить увеличение для реакции с дауэксом, как и следовало ожидать. Поскольку обе реакции катализируются ионами Н+, изменения ДЯ+ для них являются сравнимыми величинами. Эти результаты соответствуют ожи- [c.136]

Л10ЖН0 отметить, что данные Такасима и Ламри (см. рис. 42) указывают на параллельность изменений диэлектрического инкремента (и, следовательно, дипольного момента) и времени релаксации. Это наблюдение дает основания исключить одно из возможных объяснений изменения диэлектрического инкремента, которое сводится к тому, что изменения диэлектрического инкремента обусловлены изменениями в распределении зарядов без каких-либо других структурных изменений. Такая картина неверна, потому что внутреннее трение зависит главным образом от формы молекулы и только незначительно, если вообще зависит, от распределения зарядов. [c.136]

Величины активационных и термодинамических параметров были установлены для ряда ферментов, в том числе фумаразы [5], химотрипсина [6, 7] и других гидрола З [8—13]. При исследовании химотрипсина Бендер и Кежди [16] показали, что константы скорости индивидуальных стадий ферментативного гидролиза эфиров триптофана находятся в соответствии с константой равновесия суммарного процесса. Для этого процесса, следовательно, может быть построен полный энергетический профиль. Многие ранние работы такого рода подробно рассмотрены в обзорах Лейдлера [14] и Ламри [15]. Мы при-вёдем в качестве иллюстрации две сравнительно новые работы. [c.203]

Некоторые ферменты, как, например, ацетилхолинэстераза красных кровяных шариков, удерживаются стенками клетки или входят в их специфические структуры так прочно, что выделить их удается лишь с трудом или вообще не удается. Вслед за первыми исследованиями Самнера и Нортропа ряд ферментов был получен в кристаллическом виде, многие из них изучены, и было найдено, что они содержат только один активный центр в молекуле. Другие, напротив, обладают несколькими такими центрами, как, например, гемоглобин (мол. вес 68 000), который, впрочем, не является настоящим ферментом, и ката-лаза (мол. вес. 248 000). Эти образования имеют по четыре таких центра, представляющих собой железопорфирированные группы. В случае гидролитических ферментов никакой посторонней (или простетической) группы не найдено и активные центры должны существовать на поверхности самого белка. При помощи рентгеноструктурного анализа [2—4] установлено, что полипептидная цепь —СНК—СОЫН— свернута в спираль, которая удерживается водородными связями между каждой С = 0-группой и ЫН-группой в той же самой цепи через четыре группы. Спирали располагаются рядом и укладываются так, что образуют глобулярную молекулу, причем их относительное расположение точно зафиксировано в результате физического и.химического взаимодействия между боковыми цепями аминокислот. Ламри и Эйринг [5] назвали такое расположение, обусловленное взаимодействием между спиралями, третичной структурой белка. Можно предположить, что простетические группы и активные центры находятся на поверхности белка, хотя в некоторых случаях результаты влияния гидростатического давления наводят на мысль, что происходит некоторое развертывание белка и при этом обнаруживаются активные [c.314]

Перенос энергии в зернах хлорофилла рассмотрен Ламри, Мейном и Спайксом [1301 эти исследователи определили относительный выход флуоресценции хлоропластов в зависимости от интенсивности света, температуры и концентрации окислителя в реакции Хилла. Резонансная миграция возбуждения, вероятно, играет важную роль при собирании энергии многих квантов света в общей основной ловушке, в которой она преобразуется в ту или иную форму химической или электрической свободной энергии. Последние работы по вопросам миграции и сбора энергии обобщены Рабиновичем [172], который предполагает, что единственным существенным типом миграции энергии в хлоропласте является миграция локализованного экситона. Фотосинтезирующая ячейка, вероятно, состоит примерно йз 250 молекул хлорофилла, присоединенных к макромолекуле белка. Однако время жизни возбужденного синглетного состояния хлорофилла ( 10 сек) может быть слишком малым, чтобы допустить миграцию через ячейку из 250 молекул. Эта трудность может быть устранена, если миграция осуществляется триплетными экситонами [150]. [c.132]

Важность этой проблемы можно иллюстрировать простым расчетом. Известно что число различных белков в природе составляет 10 . Каждый белок содержит около 200 аминокислотных остатков. В этом случае полное число различных последовательностей с 20 разными аминокислотными остатками составит 20 , что неизмеримо больше, чем число белков отобранных природой (20 10 ). Уже в первых работах (Р. Ламри, Г. Эйринг, 1954) было указано на связь между характером аминокислотной последовательности и нативной конформацией белка, обладающей минимальной свободной энергией. Об этом же свидетельствовали и опыты по обратимости перехода белков (рибонуклеаза) из денатурированного состояния в нативную конформацию с восстановлением всех дисульфидных связей. [c.206]

Различные варианты самой простой модели понижения энергии активации в ферментативном катализе получили название модели дыбы (Г. Эйринг, Р. Ламри, Дж. Д. Спайке). Здесь силы сорбции также идут на создание напряжений (деформаций), способствующих протеканию реакций (рис. XIV.3). Согласно модели дыбы , для установления связей с ферментом субстрат претерпевает деформацию и [c.422]

Обсуждают и другую возможность использования конформационной энергии в акте катализа за счет тепловых флуктуаций в структуре белка. В этих моделях речь идет не о статических напряжениях, а о передаче энергии тепловых колебаний по определенным степеням свободы с концентрацией ее на атакуемой связи в субстрате. Эти взгляды созвучны представлениям Р. Ламри (1959) о белке-ферменте как о резервуаре избыточной тепловой энергии , в котором процессы, проходящие на поверхности белковой глобулы, служат источником свободной энергии, которая необходима для акта катализа. [c.424]

Предположение о том, что фермент связывает субстрат с нарушением его конформации, было впервые высказано в 1930 г. Дж. Холдейном [224] и в 1946 г. детализировано Л. Полингом [225]. В согласии с идеей Холдейна и Полинга в концепции, предложенной в 1954 г. Г. Эйрингом, Р. Ламри и Дж. Спайксом [226], фундаментальное значение в ферментативном катализе придается напряжению и принудительной деформации субстрата, возникающим при сорбции и приводящим к перераспределению электронной плотности в определенной его части. Такая трактовка механизма биологического катализа получила название концепции "дыбы", или принципа "лилипутов . Частичная дестабилизация невалентного фермент-субстратного взаимодействия приближает структуру субстрата к переходному состоянию и тем самым снижает активационный барьер и увеличивает скорость последующей стадии каталитического акта [227]. [c.53]

Ответы на эти вопросы в гипотетической форме были предложены впервые в 1954 г. Р. Ламри и Г. Эйрингом [5]. Авторы исходили из представления о трехмерной структуре белка, состоящей из взаимодействующих между собой регулярных участков. Такая упрощенная модель следовала из предложенного Линдерстрем-Лангом разделения белковой структуры на первичную, вторичную и третичную [3]. Главным стабилизирующим фактором, в согласии с концепцией А. Мирского и Л. Полинга, сформулированной в 1936 г., принимались водородные связи, скрепляющие вторичные структуры [6]. Последние образуют [c.230]

Ни один из ставших известными с тех пор экспериментальных фактов не всгупил в противоречие с постулатами Ламри и Эйринга. [c.231]

Р. Ламри и Г. Эйринг постулировали, что нативная конформация белка отвечает абсолютному минимуму энергии, т.е. является глобальной [1). Этому постулату, известному больше под названием термодинамической гипотезы К. Анфинсена, не противоречат результаты всех 338 [c.338]

Рассматривая причины конформационной устойчивости белков, Р. Ламри и Р. Билтонен делают такое заключение "Действительно, похоже, что нет предела изобретательности исследователей, предлагающих новые и новые существенные факторы. Легко перечислить различные предположения, но гораздо труднее классифицировать действующие силы в терминах количественных вкладов в энтальпию и энтропию образования конформации цепи для любого белка. Трудность состоит в том, что ни один из факторов не оказьшает преобладающего влияния на термодинамическую ситуацию" [20. С. 42]. Высказывание относится к 1969 г., но выраженная в нем мысль правильно отражает положение, сложившееся в этой области спустя десятилетие, [c.344]

Что же касается попыток установить зависимость между первичной и вторичными структурами белков, то Ламри и Билтонен отмечают "Недавно появилась новая игра, в которой рентгенографические структуры белков объясняются расположением вдоль пептидных цепей полярных незаряженных групп, полярных заряженных групп и неполярных групп различных размеров. Хотя, по-видимому, опасно относиться к этому слишком серьезно, игра может принести существенную пользу как средство для классификации по значимости факторов термодинамической стабильности" [20. С. 64]. Как показано в предшествующей части книги, даже эта скромная надежда осталась нереализованной. Ситуация в изучении структурной организации белков в 1960—1980-е годы в чем-то аналогична 20—40-м годам нашего столетия — периоду в исследовании химического строения белков, который последовал сразу после Фишера и продолжался до фундаментальных работ Э. Вальдшмидт-Лейтца и Ф. Сенгера. Решение проблемы белка стараются отгадать, а не получить в результате исследования по тщательно продуманному плану, основанному на всестороннем анализе опытных данных, оригинальных методиках и нетривиальном подходе. [c.344]

Р. Ламри и Р. Билтонен приводят следующие термодинамические характеристики устойчивости химотрипсина, которые авторы считают типичными для глобулярных белков [20]. Свободная энергия развертывания белка при pH 3,0 и 27° равна около 7,0 ккал/моль (при pH 7,0 равна 14,0 ккал/моль). Эта величина складывается из изменения энтальпии в 6,0 ккал/моль, которая включает изменение энергии внутримолекулярных (-183,0 ккал/моль) и межмолекулярных (123,0 ккал/моль) взаимодействий, и изменения энтропии в 170 ккал/ (моль-град). Энтропийный фактор (-ТД8) также имеет два члена конформационный, внутренний (-363 ккал/моль), и гидрофобный, внешний (320 ккал/моль). [c.347]

Термодинамическая гипотеза, правда в чисто феноменологическом плане, впервые была сформулирована в 1954 г. Р. Ламри и Г. Эйрингом [1]. А год спустя принцип самоорганизации невалентных комплексов белков между собой и с другими макромолекулами был провозглашен Г. Фраенкель-Конратом и Р. Уиллиамсом, обнаружившим самопроизвольное реконструирование инфекционного вируса табачной мозаики при инкубации его неактивных белковых и нуклеиновых компонентов. [c.409]

Это был первый факт, который свидетельствовал об участии одного белка в сборке трехмерной структуры другого и, следовательно, противоречил (по крайней мере формально) постулатам Ламри и Эйринга и термодинамической гипотезе самого Анфинсена. Долгое время он оставался единственным и практически не замеченным на фоне многочисленных данных о полной ренатурации развернутой белковой цепи in vitro, однозначно подтверждавших положение о том, что вся информация о пространственном строении и функции белка заключена в его аминокислотной последовательности. Однако при постоянно увеличивающемся внимании к проблеме структурной организации белковых молекул, всевозрастающем количестве работ в области обратимой денатурации, разработке новых методов анализа промежуточных состояний и поиске подхода к изучению деталей рибосомного синтеза стали все чаще обнаруживаться факты, указывающие на более сложный механизм сборки белка in vivo, чем это, на первый взгляд, следовало из опытов in vitro. Но и там положение не отличалось большой ясностью. Оказалось, что в искусственных условиях свертывание природных полипептидных цепей не всегда бывает успешным. Лучше всего ренатурируют водорастворимые однодоменные глобулярные белки небольших размеров. [c.411]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология