Образование дополнительных дисульфидных связей

Биологически активные формы белков часто состоят из нескольких идентичных или различающихся полипептидных цепей. Обычно полипептидные цепи удерживаются вместе в результате образования нековалентных связей, но иногда связь между цепями имеет ковалентную природу (например, осуществляется с помощью дисульфидных мостиков). Хотя в основном поведение белков при электрофорезе определяется их аминокислотным составом, во многих электрофоретических процессах важную роль играют также (помимо уже упоминавшихся замаскированных групп) третичная и четвертичная структура белков. Дело в том,, что изменение конформации молекулы может вызывать изменение ее размеров, а это имеет существенное значение в тех случаях, когда при электрофорезе в качестве дополнительного фактора разделения используется эффект молекулярного сита. [c.214]

Полипептидные цепи способны образовывать а-спиральную конформацию (рис. 6.10). Такая конформация характеризуется максимальным насыщением водородных связей вдоль оси спирали. Боковые заместители аминокислотных звеньев направлены наружу и находятся вне спирали. Дополнительным фактором, фиксирующим а-спиральную конформацию макромолекулы белка, является образование внутрицепных дисульфидных (цистиновых), сложноэфирных и солевых связей. Возникновение двойных и тройных спиралей обусловлено интенсивными межмолекулярными взаимодействиями между ними. Такие спиральные одно- и многоцепочечные макромолекулы являются примером стержнеобразных жестких цепей, характеризующихся /ф < 0,63. [c.344]

Химотрипсиноген образован одной полипептидной цепью, состоящей из 245 аминокислот. Цепь связана пятью дисульфидными мостиками. Химотрипсиноген практически полностью лишен ферментативной активности. Однако он превращается в активный фермент, когда под действием трипсина расщепляется пептидная связь между аргинином-15 и изолейцином-16 (рис. 8.3). Образующийся активный фермент, называемый л-химотрипсином, действует затем на другие молекулы я-химо-трипсина, В результате удаления еще двух пептидов образуется стабильная форма фермента - а-химотрипсин. Дополнительное расщепление при превращении л-химо-трипсина в а-форму в сущности излишне, поскольку я-химотрипсин сам обладает полной ферментативной активностью. Поразительная особенность данного процесса [c.153]

Образование дополнительных дисульфидных связей [c.168]

Термостабильность белковых молекул можно повысить, внеся в них изменения, благодаря которым они дольше не разворачиваются при повышении температуры. Кроме того, такие термостабильные белки часто не разрушаются в органических растворителях и при нефизиологических условиях (например, при экстремальных pH). К значительному повышению стабильности белковой молекулы может привести образование в ней дополнительных дисульфидных связей. Основная проблема здесь заключается в том, чтобы эти связи не мешали нормальному функционированию белка. В одном из экспериментов при помощи олигонуклеотид-направленного мутагенеза были созданы шесть вариантов лизоцима фага Т4 с новыми внутри-цепочечными дисульфидными связями. Для этого два, четыре или шесть специфических аминокислотных остатков в полинуклеотидной цепи были заменены на остатки цистеина, в результате чего образовалась одна, две и три дисульфидных связи соответственно (табл. 8.2). [c.168]

Взаимодействие сополимеров с однохлористой и элементарной серой сопровождается снижением их набухаемости (рис. 1, табл. 1). Снижение набухаемости происходит вследствие образования дополнительных поперечных связей (сульфидных и дисульфидных мостиков). [c.226]

Рис. 12-42. а-Цепи коллагена вначале синтезируются в виде про-а-цепей, содержащих дополнительные концевые пептиды, которые позднее отщепляются. Одна из функций этих концевых пептидов-участие в образовании тройной спирали при сборке молекулы проколлагена. Обратите внимание, что в молекуле проколлагена С-концевые пептиды ковалентно соединены между собой дисульфидными связями. [c.224]

Вначале смеси подвергались обычной вулканизации, затем дополнительно проводилась радиационная вулканизация. Несвязанная сера извлекалась обработкой образцов в ацетоне. В таком вулканизате НК имелись химические поперечные связи трех видов полисульфидные, затем более прочные моно- и дисульфидные и еще более прочные поперечные С—С-связи. В этом случае наблюдалось два максимума на температурной зависимости механических потерь и на непрерывном спектре времен релаксации. Заметим, что вулканизат имел три типа сеток, образованных узлами трех типов, причем плотность поперечных С—С-связей была одинаковой для образцов с разным содержанием серы. Связи двух других типов с увеличением содержания серы изменялись так, что плотность сетки из полисульфидных связей росла относительно быстрее, чем плотность сетки из моносульфидных связей. Поэтому относительная скорость релаксации напряжения с увеличением содержания серы не оставалась постоянной, а заметно возрастала за счет увеличения доли более подвижных полисульфидных связей. [c.197]

Как правило, белковые агрегаты образуются за счет слабых нековалентных взаимодействий, таких, как гидрофобные взаимодействия, водородные связи. Однако если в молекулах белков имеются ЗН-группы или дополнительно к ним еще 5—5-связи, то отдельные молекулы внутри агрегатов могут сшиваться ковалентными дисульфидными мостиками. Размер и форма нековалентных или ковалентно-сшитых агрегатов могут изменяться в широких пределах вплоть до образования отдельной фазы — белковых осадков. [c.121]

Первое сообщение о расшифровке полной аминокислотной последовательности IgG появилось в 1969 г."" Оказалось, что обе тяжелые цепи белка содержат по 446 аминокислот, а обе легкие — по 214. Таким образам, всего в мо-лекуле 1 0 содержится 1320 аминокислот. Исследование иммуноглобулина IgM. показало, что более длинные тяжелые цепи этого белка содержат по 576 амииокислот . У всех иммуноглобулинов тяжелые и ле1 кие цепи связаны между собой дисульфидными связями. Наличие дисульфидных связей внутри цепей заставляет их складываться в петли. Для IgM характерна полимеризация, обусловленная наличием дополнительных дисульфидных связей между молекулами этого белка и приводящая к образованию пентамеров, которые можно легко увидеть при помощи электронного микроскопа. [c.382]

Результаты этого эксперимента показали, что термостабильность фермента повыщается при образовании новых дисульфидных связей, при этом наиболее термостабильным является белок с максимальным числом таких связей. Однако некоторые варианты (С, Е и F), будучи более термостабильными, чем нативный фермент или фермент псевдодикого типа , не обладают ферментативной активностью. Возможно, это обусловливается искажением конформации белковой молекулы при образовании дисуль-фидной связи между остатками 21 и 142. Хотя создание новых белков с помощью методов генной инженерии часто представляет собой эмпирический процесс (т. е. далеко не всегда бывает ясно, замены каких именно аминокислот позволяют получить наилучший вариант), описанный эксперимент показывает, что получение термостабильных белков с дополнительными дисульфидными связями вполне реально. [c.169]

Стадии гидролиза обычно предшествует денатурация, приводящая к разворачиванию белковой глобулы Во избежание получения дополнительных артефактных пептидов за счет наличия или образования в процессе расщепления дисульфидных связей 5Н-группы в белке до гидролиза модифицируют различными способами (окисление надмуравьиной кислотой — с. 124, карбоксиметилирование, обработка тиосо-единениями и др.). [c.139]

Анализ этого экстракта с помощью ДДС-Na-nAAF после восстановления дисульфидных связей выявил только три главные полосы — 36 000, 40 000 и 50 000 Да и минорные полосы в пределах от 53 000 до 130 000 Да. В отсутствие восстановителей электрофореграмма почти не изменяется, но появляются дополнительные полосы, соответствующие молекулярным массам более 150 000 Да. Авторы делают вывод о существовании высокомолекулярных глиадинов, которые образованы несколькими полипептидными цепями, связанными между собой дисульфидными мостиками, и о наличии глиадинов с низкой молекулярной массой (а-, р- и 7-глиадины), образованных единственной полипептидной цепью. Указанные высокомолекулярные глиадины состоят преимущественно из субъединиц, молекулярная масса которых находится в пределах от 40 000 до 53 000 Да. Молеку- [c.187]

Вторичная структура белков (как и пептидов) отражает расположение полипептидной цепи в пространстве. Характер пространственной структуры полипептидной цепи обусловлен дополнительным образованием пяти типов связей между отдельными аминокислотными остатками, стабилизирующих структуру белковой молекулы 1) дисульфидные мостики, 2) водородные связи, 3) ионные связи, 4) гидрофобные связи и 5) гидратируемые группы при этом связьшаемые остатки могут находиться и в достаточно удалённых друг от друга участках полипептидной цепи. [c.67]

После того как будет определена последовательность аминокислот во всех продуктах деградации и в соответствующем числе перекрывающихся пептидов, полную последовательность нативной полипентидной цепи можно считать установленной. (Ниже мы это покажем на конкретном примере.) Последнее, что требуется сделать, — это установить положение дисульфидных мостиков. С этой целью подвергают ферментативному расщеплению белок, дисульфидные связи которого не нарушены. Обычно небольшого числа дополнительных анализов (по установлению последовательности) оказывается достаточно для полной локализации групп, участвующих в образовании дисульфидных связей. [c.91]

Многие полипептиды и белки синтезируются в виде цепей, имеющих большее число аминокислотных остатков, чем конечные функционально-активные структуры, присутствующие в клетке или секретируемые в кровь и другие жидкости организма. Так называемый процессинг этого предшественника с образованием более короткого белка осуществляется с участием ряда протеолитических ферментов. Здесь будет приведено лишь несколько примеров таких превращений, более подробная информация представлена в последующих главах. Один из примеров зимогенов (неактивных предшественников протеолитических ферментов) —трипсиноген, который при гидролизе одной пептидной связи превращается в активный фермент — трипсин (гл. 8). Фибриноген представляет собой растворимый белок плазмы крови, превращающийся в результате протеолиза в нерастворимый фибрин кровяных сгустков, предохраняющих организм от больших потерь крови при поражении кровеносных сосудов (гл. 29). Проинсулин, состоящий из одной полипептидной цепи с внутримолекулярными дисульфидными мостиками, в результате протеолиза дает активный инсулин, состоящий из двух пептидных цепей и образующийся за счет выщеплепия внутреннего пептидного сегмента из полипептидной цепи предшественника (гл. 46). Наконец, состоящий из трех цепей нерастворимый фибриллярный белок, коллаген, образуется в результате протеолитического расщепления предшественников, имеющих более длинные аминокислотные последовательности (с дополнительными пептидными сегментами в NH2- и СООН-концевых частях), чем цепи коллагена (гл. 38). Эти примеры иллюстрируют также возможные пути участия протеаз в контроле биологических процессов. [c.200]

Состав конечных продуктов реакции в значительной степени зависит от pH среды. Например, при карбоксиалкилировании амино-фенолов в нейтральной или слабощелочной среде образуются окси-фенилиминодиуксусные кислоты [8,9], тогда как при pH 9—10 в реакцию с монохлоруксусной кислотой дополнительно вступает фенольный гидроксил с образованием оксифенилиминотриуксусной кислоты. Для реакции взаимодействия монохлоруксусной кислоты с дихлор-гидратом цистамина [10, 111 установлено, что в нейтральной и слабощелочной средах дихлоргидрат цистамина образует с монохлоруксусной кислотой цистамин-К,К,К, К -тетрауксусную кислоту, а в сильнощелочной претерпевает расщепление по дисульфидной связи с одновременным карбоксиметилированием атомов азота и серы с образованием меркаптоэтиламин-К,М,З-триуксусной кислоты. [c.260]

Широкое использование окиси цинка связано с применением тиазоловых ускорителей. Она необходима для получения резин с хорошими свойствами, если в качестве ускорителей применяют меркаптобензтиазол или его производные. Окись цинка необходима также для получения жестких вулканизатов в присутствии дифенилгуанидина, но, как сообщалось в литературе, ее присутствие не обязательно при вулканизации перекисями или смесью серы с альдегидаминными ускорителями. Адамс и Джонсон нашли, что при вулканизации смесью серы и меркаптобензтиазола для достижения максимальной степени поперечного сшивания необходимо, чтобы один атом цинка приходился на каждые два атома серы. Из работы Студебекера и Нейборса следует, что вначале при вулканизации возникают полисульфидные поперечные связи. При продолжении вулканизации окись цинка способствует превращению полисульфидных поперечных связей в дисульфидные и использованию выделившейся при этом серы на образование дополнительного количества дисульфидных поперечных связей . [c.153]

Однако данные, получаемые этим методом, весьма относительны, поскольку сама дифференцировка быстро и медленно обменивающихся атомов водорода часто бывает затруднительной. Причина этого состоит в следующем. Известно, что благодаря образованию отдельных вторичных связей (дисульфидные мостики, взаимодействие боковых радикалов и т. п.) могут возникать напряжения на отдельных участках а-спирали, которые приводят к ослаблению водородных связей. В результате атомы имидного водорода в этих звеньях будут обмениваться несколько быстрее, нежели атомы других пептидных групп, но медленнее, чем при полном отсутствии водородных связей. Например, из 123 пептидных водородов рибонуклеазы 70 обмениваются при 0° медленно, т. е. степень спирализации можно считать равной 57%. Но из этих 70 имидных водородов, стабилизированных Н-связями, 25 способны обмениваться с водой при 0° за несколько суток, 25 дополнительно обмениваются при 38° за сутки и лишь 20 не способны обмениваться вплоть до температуры плавления а-спирали. Отсюда степень спирализации может быть оценена и в 36% (45 медленно обменивающихся Н-атомов), и в 16% (20 необменивающихся Н-атомов). Поэтому метод скорости дейтерации может быть использован для оценки степени спирализации белка лишь в совокупности с другими приемами анализа. [c.107]

Физические агенты. Денатурация белков может осуществляться и за счет действия различных физических агентов. Наиболее общим и наиболее изученным денатурирующим воздействием является нагревание. Тепловое движение полипептидных цепей вызывает как разрыв водородных связей между ними, так и нарушение взаимодействия гидрофобных групп. При постепенном повышении температуры можно наблюдать иногда признаки ступенчатого, скачкообразного течения процесса денатурации. По-видимому, процесс разрушения водородных связей в нативных молекулах имеет кооперативный характер, что позволяет говорить о температуре и теплоте плавления а-спиральных участков у ряда белков. Денатурированные нагреванием белки легко агрегируют и выпадают в осадок, хотя коагуляция представляет собой вторичное явление. Вероятно, коагуляция является результатом возникновения дополнительных дисульфидных мостиков, солеобразных и вторичных водородных связей между различными молекулами. То, что коагуляция тесно связана с образованием дисульфидных связей, подтверждается тем фактом, что д-хлормеркурибензоат ингибирует свертывание. В свою очередь коллаген, не содержащий сульфгидрильных групп, при нагревании превращается в растворимую желатину. [c.186]

Вулканизация жидких тиоколов, как и полисульфидных каучуков, основана на окислении концевых меркаптановых групп с образованием дисульфидных связей. Вулканизация приводит главным образом к удлинению молекулярных цепей полимера, а не к образованию поперечных связей, которые частично уже возникли в процессе синтеза за счет применения трифункцио-нального соединения. При вулканизации цепи лишь в -незначительной степени сшиваются дополнительно за счет взаимодействия вулканизующих агентов с боковыми Л1еркаптанными группами полимера. В качестве вулканизующих агентов применяют двуокись свинца в виде густой пасты (вулканизация при температуре 27°С в течение 24 ч), гидроперекись изопропилбензола (вулканизация при температуре 27°С в течение 24 ч.), [c.213]

Обычно дисульфидные связи расщепляют восстановлением, а полноту реакции контролируют с помощью реактива Эллмана [69, 102]. После восстановления образующиеся 5Н-групиы алкилируют с целью исключить окисление с образованием цистина. Алкилирующий агент выбирают в соответствии с поставленной дополнительной задачей, например можно стремиться придать белку более высокую растворимость в водном буфере, ввести дополнительные точки для гидролиза трипсином или ввести лабильную защитную группу в расчете на последующую регенерацию 5Н-групп. Иногда защита по 5Н-груп-пам может оказаться излишней, поскольку белок с восстановленными 8—5-связями может быть устойчив в уксусной кислоте на холоду при pH 3 [7]. [c.64]

Псевдоповторяющаяся последовательность отдельных цепей тропоколлагена создает проблему для формирования тройной спирали. Три цепи могут быть сдвинуты друг относительно друга на три остатка или на любое число остатков, кратное трем, и вместо палочкообразной коллаген будет иметь структуру с разлохмаченными концами, что приведет к беспорядочному межмолекулярному агрегированию. Между тем биологическая роль коллагена состоит в образовании строго ориентированных волокон. Эти жесткие, очень длинные волокна придают механическую прочность соединительной ткани. В волокне молекулы тропоколлагена организованы в регулярные четвертичные структуры (рис. 2.27). Разлохмаченные концы препятствовали бы правильной укладке. Поэтому для обеспечения правильного расположения цепей тропоколлагена друг относительно друга синтезируется предшественник — проколлаген. Молекулярная масса каждой цепи проколлагена равна 120 (ХЮ. Небольшие дополнительные участки молекулы, расположенные на одном ее конце, имеют свойства, более характерные для обычных глобулярных белков. Они сворачиваются, сшиваются дисульфидными связями и образуют структурное [c.93]

ЛИТЬ по образованию продуктов катализируемой им реакции. Большинство используемых ферментных меток способно за 1 мин при обычных температуре и давлении превращать в продукты 10 молекул субстрата в расчете на одну молекулу фермента. Каталитическая эффективность фермента сильно зависит от его трехмерной структуры (конформации), Пространственная структура фермента, как и любого белка, поддерживается многочисленными нековалентными взаимодействиями, такими, как гидрофобные и водородные связи, ионные контакты, а также ковалентными дисульфидными связями. Трехмерная структура фермента обеспечивает близкое соседство определенных аминокислотных остатков в положениях, наиболее выгодных для осуществления катализа. Нековалентные химические связи непрочны и легко разрушаются или ослабляются под влиянием тепловой энергии или дополнительных нековалентных взаимодействий, возникающих, например, при связывании ионов, хао-тропных агентов, детергентов, липидов и т. д. Известно, что присоединение к ферменту другой молекулы (скажем, аллосте-рического эффектора) в области, удаленной от активного центра (т. е. каталитического центра), может вызвать конформацион-ную перестройку, изменяющую пространственное расположение аминокислотных остатков в этом центре. Изменения в некова- лентных взаимодействиях, приводящие к новой, необычной конформации фермента, способны существенно повлиять на каталитическую активность. Подобная конформационная гибкость становится одной из помех при использовании фермента в качестве метки. Однако эта же гибкость полезна для разработки иммуноферментного анализа без разделения компонентов, основанного на вызываемых антителами изменениях в конформации конъюгата [лиганд — фермент]. Другое преимущество применения ферментов в качестве меток обусловлено наличием в их молекулах многочисленных функциональных групп (аминогрупп, сульфгидрильных, карбоксильных, карбамоильных, остатков тирозина), через которые можно ковалентно присоединять молекулы лигандов. [c.12]

На этой схеме указаны связи, расщепляемые протеиназой. Две дополнительные амидные группы находятся у карбоксильных групп двухосновных кислот, не участвующих в образовании пептидной связи. Два цистеиновых звена в окисленном пептиде образовались при расщеплении образующей цикл дисульфидной группы цистина. [c.695]