Специфичность взаимодействия белок — белок

Решите задачу. Специфичность взаимодействия белков с лигандом обеспечивается комплементарностью структуры центров связывания структуре лиганда. [c.17]

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]

Специфичной для разрыва пептидных связей является реакция взаимодействия алкилированного белка с бромцианом [c.369]

Полифенолы составляют группу разнообразных веществ, обладающих обычно высокой способностью к химическим реакциям (через посредство гидроксилов, фенольных и хиноновых групп, через ароматическое гидрофобное ядро, моносахариды, способные к очень специфичным взаимодействиям, и пр.). Более подробные сведения о реактивности этих молекул приводятся в обзорных работах [80, 104]. Касательно пищевых белков эти вещества особенно характерны тем, что реагируют с аминогруппами лизинов в е-положении алифатической цепи и уменьшают запас этой незаменимой аминокислоты. Полифенолы обусловливают также появление окрасок с доминированием коричневых (см. главу 13). [c.254]

Метод афинной хроматографии основан на единственной в своем роде биологической специфичности взаимодействия между биологическими макромолекулами, такими как ферменты, и лигандами — субстратами, специфическими ингибиторами и коферментами. Этот мощный метод приобретает все возрастающее значение для очистки ферментов. Обычным экспериментальным приемом в связи с этим является образование ковалентной связи между специфическим лигандом и нерастворимой матрицей-носителем. Результирующий материал пакуют в колонку, на которой, в принципе, будет сорбироваться только фермент (ферменты), обладающий значительным сродством к лиганду, в то время как все другие белки будут беспрепятственно проходить через нее. Элюция специфически адсорбированного белка достигается изменением состава растворителя, благоприятствующим диссоциации комплекса фермент-лиганд [127]. [c.642]

Защитная функция. Основную функцию защиты в организме выполняет иммунная система, которая обеспечивает синтез специфических защитных белков-антител в ответ на поступление в организм бактерий, токсинов, вирусов или чужеродных белков. Высокая специфичность взаимодействия антител с антигенами (чужеродными веществами) по типу белок-белковое взаимодействие способствует узнаванию и нейтрализации биологического действия антигенов. Защитная функция белков проявляется и в способности ряда белков плазмы крови, в частности фибриногена, к свертыванию. В результате свертывания фибриногена образуется сгусток крови, предохраняющий от потери крови при ранениях. [c.21]

Аффинная хроматография (хроматография по сродству). Основана аффинная хроматография на принципе избирательного взаимодействия белков (или других макромолекул) с закрепленными (иммобилизованными) на носителе специфическими веществами-лигандами, которыми могут быть субстраты или коферменты (когда выделяют какой-либо фермент), антигены (или антитела), гормоны или рецепторы и т. д. Благодаря высокой специфичности белков к иммобилизованному лиганду, связанному с носителем (которым заполняют хроматографическую колонку), присоединяется только один какой-либо белок из смеси. Снятие с колонки этого белка осуществляют элюированием буферными смесями с измененным pH или [c.29]

Большое число биологических событий начинается со взаимодействия определенного белка со специфичным к нему лигандом, которое служит сигналом для некоторого последующего действия. Само действие связано с изменением в воспринимающем сигнал биополимере, которое чаще всего представляет собой изменение пространственной структуры белка, т.е. его конформации. Поэтому важную роль в функционировании живых систем играет способность биополимеров к направленному изменению конформации (направленным конформационным переходам). [c.10]

При анализе содержания в образце антител определенной специфичности можно использовать так называемый белок А из стафилококка, который обладает специфическим сродством к константной части антител в комплексе с их антигенами или гаптенами. Образование комплекса антиген — антитело регистрируется после удаления избытка антитела по взаимодействию конъюгата белка А с детектируемой меткой, например пероксидазой. [c.258]

Очень большое значение имеет специфичность взаимодействия ФОС с холинэстеразами, способность вещества реагировать с другими эстера-зами и вообще с другими белками (Уэбб, 1948). [c.414]

В последнее время внимание исследователей привлекают вопросы, связанные с кинетикой и механизмом органических реакций в присутствии поверхностноактивных веществ (ПАВ) [1]. Эти соединения, называемые также амфифильными, или детергентами, обычно содержат длинную углеводородную цепь — гидрофобную часть и полярную или ионную группу — гидрофильную часть. В разбавленных растворах они образуют агрегаты с высоким молекулярным весом, или мицеллы. Взаимодействие между субстратом реакции и специфически ориентированными гидрофобной и гидрофильной частями молекул в мицеллах является основной причиной поразительного ускорения или ингибирования поверхностноактивными веществами многих органических реакций. Во многих случаях в мицеллярном катализе обнаруживается отчетливая субстратная специфичность, а кинетика подчиняется уравнению Михаэлиса — Ментен (с насыщением по концентрации субстрата), и в этом отношении мицеллярный катализ во многом аналогичен ферментативному. Кинетическая аналогия мицеллярных катализаторов с ферментами и известное структурное сходство мицелл и белковых глобул явились существенным стимулом исследований в этой области. Мицеллы детергентов, значительно более простые в структурном отношении, чем белки, позволяют подойти к объяснению кинетических свойств ферментативных и мицеллярных систем. Изучая изменения физических свойств системы при образовании мицелл, можно оценить роль гидрофобных взаимодействий и, таким образом, моделировать гидрофобные взаимодействия в белках и липидах. [c.222]

Клетки многоклеточных организмов имеют строгую специализацию и специфичность. Эта специализация проявляется в строении самих клеток и в их функциях. Специфические различия между клетками обусловливаются присутствием различных веществ или относительными количествами, в которых эти вещества находятся в клетках, скоростью их взаимодействия и структурой клетки. Строгая специализация клеток необходима для выполнения многочисленных функций живого организма. Красные кровяные клетки человека содержат гемоглобин, который передает кислород другим клеткам. Внешние клетки кожи содержат механически прочные, эластичные, нерастворимые белки, которые обеспечивают защиту от ударов и от проникновения химических веществ. Нервные клетки приспособлены для передачи быстрых импульсов. Мышечные клетки содержат соединения, способные изменять линейные размеры и тем самым вызывать сокращения волокон мышцы. [c.239]

Другая возможность связана с тем, что природные гидролитические или протеолитические катализаторы, как, например, ферменты, могут взаимодействовать с белками [55 г], образуя с общим атомом металла клешневидное кольцо, замкнутое координационными связями концевых атомов цепи. Если в каталитически активной молекуле фермента имеется заряженная группа, находящаяся в определенном положении относительно подобных замыкающих групп, то близость заряда к молекуле белка при образовании промежуточного клешневидного комплекса, может способствовать притяжению Н+ или ОН в определенных местах. Таким образом, специфичность действия ферментов можно объяснить на основе стерических соображений, а та особая связь в [c.290]

Аффинная хроматография, или хроматография по сродству, основана на специфическом взаимодействии молекулы белка с определенным лигандом. Готовят матрицу, с которой сшивают соединение (лиганд), обратимо и специфично связывающийся с искомым белком. Затем через колонку пропускают смесь белков. С лигандом [c.51]

Изучение молекулярных деталей организации системы переключения генетических путей за счет взаимодействия белков с1 и Сго с областью Оц значительно расширило наши представления как о механизмах регуляции генов, так и о ДНК-белковых взаимодействиях. В последовательности ДНК между генами el и его расположены два противоположно направленных промотора Р м и Pr, а также три структурно близких, но не идентичных палиндромных участка Оц1, Оц2 и ОцЗ (рис. 15.16). С этими тремя участками, образующими вместе операторную область 0 , могут связываться как белок с1, так и белок Сго. Противоположная направленность регуляторных эффектов связывания этих белков с областью Оц является следствием как различий в структуре белков с1 и Сго, так и характерных различий в специфичности связывания каждого из них с участками 0 1, 0 2 и 0 3. Важнейшие свойства обоих регуляторных белков перечислены в таблице 15,2. [c.189]

Общий результат всех индивидуальных взаимодействий аминокислот состоит в том, что большинство молекул белка спонтанно принимает характерную для них конформацию обычно компактную глобулярную, но изредка и вытянутую фибриллярную. Сердцевина глобулы образована плотно упакованными, почти как в кристалле, гидрофобными боковыми группами, а полярные боковые группы формируют сложную и нерегулярную наружную поверхность. Специфичность связывания белка с малыми молекулами и другими макромолекулярными поверхностями определяется расположением и химическими свойствами различных атомов на этой сложной поверхности (см. ниже). С химической точки зрения белки - наиболее сложные из известных молекул. [c.139]

Высокая специфичность взаимодействия белка с лигандом обеспечивается комплементарностью структуры активного центра структуре лиганда. Комп-лементарность — это пространственное и химическое соответствие взаимодействующих поверхностей. [c.15]

Как уже упоминалось, ПК в качестве лигандов могут обладать как групповой специфичностью (для белков хроматина, факторов управления трансляцией, нуклеаз и др.), так и индивидуальной (для индивидуальных мРНК, белков-регуляторов транскрипции и др.). Во втором случае на аффинном сорбенте должны быть закреплены вполне определенные участки генома. Это стало возмолшым после создания способов отбора и наработки в достаточных количествах строго идентичных фрагментов ДНК методами генной инженерии. В последнее время возникла еще одна область использования иммобилизованных НК — в качестве праймеров матричного синтеза. Эти приложения предъявляют разные требования к характеру фиксации НК на матрице. В первом случае расположение точек закрепления на молекуле НК может быть произвольным, во втором определенные и достаточно протяженные участки полинуклеотидной цепи должны быть свободны для комплементарного взаимодействия, а в третьем закрепление НК на матрице желательно осуществить лишь по одному определенному концу молекулы. Что же касается возможности реакций с активированными матрицами, то вдоль всей молекулы НК во множестве располагаются химически эквивалентные группы аминогруппы нуклеиновых оснований, гидроксилы сахаров и др. В особом положении находится только концевой остаток фосфорной кислоты или сахара. [c.387]

Рибосомы, как и РНК-полимеразы, являются точками приложения действия ряда антибиотиков, в том числе таких широко используемых в медицинской практике как стрептомицин, хлорамфеникол и тетрациклин, структуры которых приведены в 2.5, Бактерицидное действие первых двух связано с их способностью специфично взаимодействовать только с прокариотическими рибосомами. Стрептомицин связывается с малой субъединицей, хлорамфеникол - с большой субъединицей вблизи пептидилтрансферазного центра рибосомы, подавляя тем самым биосинтез белков у бактерий и- не затрагивая биосинтез зараженного человека или животного. Тетрациклин обладает способностью взаимодействовать с малыми субъединицами в А-участках как прокариотических, так и эукариотических рибосом. Этим он препятствует отбору аминоацил-тРНК в А-участке и блокирует белковый синтез. Однако клеточные мембраны животных для него непроницаемы, и при введении его в живой организм избирательно подавляется именно биосинтез у бактерий. [c.193]

Пространственная структура зависит не от длины полипептидной цепи, а от последовательности аминоютслотных остатков, специфичной для каждого белка, а также от боковых радикалов, свойственных соответствующим аминокислотам. Пространственную трехмерную структуру или конформацию белковых макромолекул образуют в первую очередь водородные связи, а также гидрофобные взаимодействия между неполярными боковыми радикалами аминокислот. Водородные связи играют огромную роль в формировании и поддержании пространственной структуры белковой макромолекулы. Водородная связь образуется между двумя электроотрицательными атомами посредством протона водорода, ковалентно связанного с одним из этих атомов. Когда единственный электрон атома водорода участвует в образовании электронной пары, то протон притягивается соседним атомом, образуя водородную связь. Обязательным условием образования водородной связи является наличие хотя бы одной свободной пары электронов у электроотрицательного атома. Что касается гидрофобных взаимодействий, то они возникают в результате контакта между неполярными радикалами, неспособными разорвать водородные связи между молекулами воды, которая вытесняется на поверхность белковой глобулы. По мере синтеза белка неполярные химические группировки собираются внутри глобулы, а полярные вытесняются на ее поверхность. Таким образом, белковая молекула может быть нейтральной, заряженной положительно или же отрицательно в зависимости от pH растворителя и ионо-генных групп в белке. К слабым взаимодействиям относят также ионные связи и ван-дер-ваальсовы взаимодействия. Кроме того, конформация белков поддерживается ковалентными связями 8—8, образующимися между двумя остатками цистеина. В результате гидрофобных и гидрофильных взаимодействий молекула белка спонтанно принимает одну или несколько наиболее термодинами-чесю выгодных конформаций, причем, если в результате каких-либо внешних воздействий нативная конформация нарушается, возможно полное или почти полное ее восстановление. Впервые это показал К. Анфинсен на примере каталитически активного белка рибонуклеазы. Оказалось, что при воздействии мочевиной или р-меркаптоэтанолом происходит изменение ее конформации и, как следствие, резкое снижение каталитической активности. Удаление мочевины приводит к переходу конформации белка в исходное состояние, и каталитическая активность восстанавливается. [c.35]

В настоящее время около половины идентифицированных ферментов находятся в клетках и тканях в виде множественньгх молекулярньгх форм, имеющих единую субстратную специфичность, но отличающихся по физико-хими-ческим или иммунологическим свойствам. Генетическая основа молекулярной гетерогенности обусловлена наличием нескольких генов, каждый из которых кодирует одну субъединицу фермента или одну его молекулярную форму. Кроме того, различные молекулярные формы одного и того же фермента могут кодироваться в одном генном локусе, имеющем множественные аллели. Генетически детерминированные молекулярные формы называются изоэнзимами. Посттрансляционные модификации ферментов, обусловленные локальным протеолизом, ковалентными модификациями, белок-белковыми взаимодействиями и т. д., являются причиной образования множественных молекулярных форм, не являющихся истинными изоэнзимами, но играющими существенную роль в метаболических процессах. Наиболее часто встречаются так называемые конформеры — молекулярные формы, имеющие одинаковую первичную структуру, но отличающиеся по своей конформации. Это возможно в том случае, если эти конформации достаточно устойчивы, т. е. соответствуют уровню свободной энергии, близкой к минимальной. Только такие конформационные варианты белков, которые воспроизводимо фиксируются посредством электрофоретических, хроматографических или иных методов, могут рассматриваться как конформеры. [c.83]

Таким образом, в настоящее время модель Синджера — Николсона нуждается в значительных уточнениях. Особенность современного этапа исследований по молекулярной организации биологических мембран состоит в том, что настала пора переходить от общих всеобъемлющих схем к построению детальных топографических карт конкретных мембранных систем, оценивая степень подвижности отдельных компонентов в мембране, их взаимное расположение, а также специфичность взаимодействия друг с другом. Воспользовавшись образным сравнением липидного бислоя с морем , а белков — с айсбергами , можно сказать чтобы уверенно плавать в липидном море , ие опасаясь крушений и столкновения с айсбергами, необходимо иметь на руках надежную лоцию и верный прогноз погоды. Именно в этом направлении развиваются сегодня работы по молекулярной организации биологических мембран во многих лабораториях мира. [c.586]

Как уже отмечалось, специфичность сорбции белков карбоксильными высокопроницаемыми биосорбентами зависит не только от объемной концентрации карбоксильных групп в ионите, но и от структуры матрицы, способной к слабым взаимодействиям с белком. Так, на рис. 3.54 продемонстрирована большая и сравнимая поглотительная способность биосорбента Биокарб-Т и Сферопа [c.144]

О лектинах — растительных агглютининах. По этому вопросу, в разработке которого немалое участие принимал сам автор, до настоящего времени на русском языке не было ни одного обзора. Трудно не согласиться с автором в том, что специфичность взаимодействия лектинов с отдельными сахарами не случайна, а обусловлена физиологической функцией этих растительных белков. [c.6]

Эта память заложена в клетках, синтезирующих антитела — молекулы белков, способные специфично взаимодействовать с антигенами. Такое взаимодействие происходит (ПО тому же принципу замка и ключа, по тому же шринципу структурното соответствия, которым объясняется действ(ие ферментов. По>верхность антитела находится в структурном соответствии с атомными группами, расположенными на поверхности антигена. Как правило, антитело имеет два участка, соединяющихся с антигенами. Благодаря этому образуется сетка из антител и антигенов, и антигены вьиводятся в осадок. Этот процесс показан схематически на рис. 73. [c.245]

Вещества групп крови выполняют роль смаэки на поверхности эритроцитов, препятствуя их слипанию, но особенно интересна их роль как антигенов, специфично взаимодействующих с некоторыми белками сыворотки. Антигенные свойства этих веществ определяются структурой олигосахаридных цепей. [c.90]

Связь между структурой антигена и специфичностью антитела была впервые установлена в классических работах Ландштайнера [1], который ввел большое количество группировок известной структуры в белки и показал, что введенные группы могут служить детерминантами специфичности антител. Специфичность взаимодействия антиген — антитело возникает за счет комплементарности определенных участков антител-глобулинов и активных групп антигенной структуры. Антисыворотки с выясненной специфичностью представляют собой поэтому набор разнообразных уникальных реагентов, которые можно применять для получения информации о структуре. Более того, высокая чувствительность и специфичность иммунологических реакций делают их особенно ценными как независимый источник сведений о химическом строении и гомогенности иммунологически активных соединений. [c.430]

Присутствие некоторых низкомолекулярных сахаров оказывает ингибирующее действие на реакцию между конканавалином А и вышеупомянутыми полисахаридами. Поэтому, имея набор моно- и олигосахаридов и модифицированных сахаров, можно исследовать специфичность участков связывания белка [14, 21, 23—26, 32, 36]. Оказалось, что ми-иимальным требованием к структуре сахарного остатка, необходимым для взаимодействия с ним белка, является наличие незамещенных гидроксильных групп при С-3, С-4 и С-6 a-D-манно- или а-п-глюкопираноз-ного кольца. На примере гомологического ряда мальтодекстринов и изомальтодекстринов [25] нами было показано, что участки связывания конканавалина А специфичны по отношению к терминальному иевосстанавливающему моносахаридному остатку причем а-конфигура-ция гликозидной связи последнего является явно предпочтительной. Кроме того, играет роль и положение гликозидной связи так, например, гликозидная связь а-о-(1— 6) оказывается предпочтительной по сравнению с гликозидными связями, включающими вторичные гидроксильные группы. [c.90]

Биохимические метйды, используемые в стандартизации и контроле качества лекарств. Для стандартизации и контроля качества лекарств используют три группы методов. 1. Физические методы — спектрофотометрия, флюоресцентный анализ, масс-спектрометрия и др. 2. Химические методы неорганического, коллоидного и органического анализа состава лекарств и их метаболитов. Эти группы физико-химических методов позволяют установить структуру вещества и лишь сделать предположение о его биологической активности. 3. Биохимические исследования с использованием субклеточных фракций, клеток, тканей, органов и организмов позволяют оценить биологическую активность лекарств. Применение биохимических методов обеспечивает стандартизацию лекарств и контроль качества на этапах производства и хранения. Широкое распространение получило использование свойства специфического взаимодействия белков в системах фермент—субстрат , лекарство—рецептор , антиген-антитело . На основе этого фундаментального свойства белков созданы специфичные и высокоточные методы радиоиммунно-го, иммуноферментного, хемилюминесцентного анализа, аффинной хроматографии и др. [c.478]

Реакция антиген — антитело не происходит, если взаимодействующие белки подвергнуты денатурации. Поэтому можно считать, что взаимодействие между ними зависит от точной комплемептарности молекулярных поверхностей двух нативных белков. Эффективный метод исследования специфичности таких взаимодействий был разработан Ланд-штейнером, который получал антигены путем спаривания белков с многочисленными диазотированными производными анилина. Он обнаружил, что специфичность антител, создаваемая такими сопряженными антигенами, определяется в основном заместителями (гаптенами). Так как антитело будет также взаимодействовать с гаптенами, присоединенными к малым молекулам, равновесие при ассоциации может быть определено при диализе [1007]. Типичные данные такого рода были получены Карушем [1099], который изучал антитела к сопряженному белку, несущему D-изомер гаптеновой группы [c.340]

Суперспирализация ДНК может иметь два последствия. Если ДНК остается свободной, ее движения не сдерживаются и отрицательные супервитки вызывают напряжение скручивания, которое может быть снято раскручиванием двойной спирали, как это описано в гл. 2. ДНК может находиться в динамическом равновесии ме- ду состояниями напряжения и раскручивания (см. гл. 32). Однако суперспирализация может сдерживаться, если белки связываются с ДНК и поддерживают ее в определенной трехмерной конфигурации. В этом случае супервитки будут представлены по ходу ДНК, связанной с белками. Энергия взаимодействия между белками и су-перскрученной ДНК влияет на стабильность двойной спирали. Например, если отрицательно суперспирализованная ДНК связывается с белком, относительно специфичным к одноцепочечной ДНК, в области связывания может перманентно происходить локальная денатурация ДНК. С другой стороны, связывание гистоновых белков с образованием нуклеосом стабилизирует двойную спираль отрицательно суперспирализованной ДНК (гл. 29). [c.349]

Рис. 15.19. Регуляторные белки, связывающиеся с ДНК, обладают общими структурш.1ми особенностями. А. Вторичная структура белка его и субъединицы репрессора с1 характеризуются наличием пары одинаково расположенных а-спиральных участков (а2 и аЗ). Б. Ориентация пары а-спиралей обеспечивает точное структурное соответствие размерам и форме больщой бороздки двойной спирали ДНК, где происходит специфическое взаимодействие определенных оснований и аминокислотных остатков. Таким образом, достигается специфичность связывания белка с определенной последовательностью ДНК. (По Вашг R. Т. et ai, 1982. Nature 298, 447.)

Мы рассмотрим лишь некоторые аспекты жизненного цикла ретровирусов, представляющие интерес в данном контексте — а именно те, которые имеют отношение к специфичности круга хозяев ретровирусных векторов. Круг хозяев ретровируса дикого Tina можно ограничить как на внеклеточг10Й, так и на внутриклеточной стадии его жизненного цикла [151. При этом особого внимания заслуживает внеклеточная стадия, включающая взаимодействие белков вирусной оболочки с поверхностными клеточными рецепторами. [c.277]