Водородная связь в белках и нуклеиновых кислотах

Особенно распространены водородные связи в молекулах белков, нуклеиновых кислот и других биологически важных соединений. [c.134]

Водородная связь служит причиной некоторых важных особенностей воды — вещества, играющего огромную роль в процессах, протекающих в живой и неживой природе. Она в значительной мере определяет свойства и таких биологически важных веществ как белки и нуклеиновые кислоты. [c.156]

Особенно распространены водородные связи в молекулах белков, нуклеиновых кислот и других биологически важных соединений, а потому эти связи играют важную роль в химии процессов жизнедеятельности. [c.78]

Особенно распространены водородные связи в молекулах белков, нуклеиновых кислот и других биологически важных соединений, с чем вы встретитесь при изучении органической химии. Там также познакомитесь и с внутримолекулярной водородной связью. [c.107]

Межмолекулярные связи, как правило, слабее обычных химических связей, но могут существенно влиять на скорость реакции. Огромную роль играют, наиример, водородные связи в процессах с участием биологически важных объектов эти связи определяют многие специфические свойства белков, нуклеиновых кислот. Непрочность некоторых межмолекулярных связей приводит к тому, что соответствующие им колебания могут наблюдаться только в дальней ИК-области спектра, что требует применения специальных приборов для исследований в этой области. [c.219]

Водородные связи в значительной мере определяют структуру белков, нуклеиновых кислот и других биологически важных соединений, а потому играют важную роль в химии жизненных процессов. Подробно с этим вы познакомитесь при изучении органической химии и молекулярной биологии. [c.102]

У основного компонента древесины - целлюлозы и других полисахаридов из-за очень большого числа полярных ОН-групп в макромолекулах водородные связи как межмолекулярные, так и внутримолекулярные играют очень важную роль (см. 9.3). Н-связи большое значение имеют и в химии других природных биополимеров - нуклеиновых кислот и белков. Эти связи легко образуются и разрушаются, что важно для процессов обмена в живых организмах. [c.129]

Одним из наиболее важных типов слабых связей между биологически активными молекулами является водородная связь (гл. 2, разд. А.7). Мы уже говорили о том, какова роль диполь-дипольного взаимодействия этого типа для формирования структуры белков, углеводов и нуклеиновых кислот. Рассмотрим теперь значение водородных связей для биологического растворителя — воды. [c.246]

Водородная связь чрезвычайно распространена. Она играет большую роль в химии всех жизненно важных процессов, определяет структуру белков,, нуклеиновых кислот и других биологически важных соединений. [c.129]

При нагревании водородные связи разрываются — вторичная структура белка при 60—70° С разрушается, происходит его денатурация. Нуклеиновые кислоты выдерживают нагревание до 100° С и действие разбавленных щелочей и кислоты. Отсюда видно, что их строение более прочное, что характерно для структур, играющих роль матриц. [c.41]

Нуклеиновые кислоты-это биополимеры с высокой молекулярной массой, которые переносят наследственную информацию, необходимую для размножения клеток. Кроме того, нуклеиновые кислоты контролируют развитие клеток, регулируя синтез белков. Полимерная цепь нуклеиновых кислот состоит из чередующихся фосфатных и рибозных сахарных остатков, к которым присоединены органические основания. Полимерная молекула ДНК имеет вид двойной спирали, сохраняющей свою форму благодаря водородным связям между органическими основаниями, которые расположены друг против друга в двух цепях спирали во взаимодополняющей последовательности. [c.464]

Для соединений фтора и кислорода характерно образование за счет водородной связи группировок из одинаковых молекул — ассоциаций (НаО) и (HF)m. Это сказывается на целом ряде свойств соединений и, в частности, на таких параметрах, как температуры кипения и замерзания. По относительной величине молекулярных масс НаО и H S для воды и /3 должны быть ниже, чем для сульфида водорода (—60,75 и —85,60 °С). В действительности они много выше (100 и О °С), что связано с увеличением молекулярной массы воды за счет ассоциаций ее молекул. Карбоновые кислоты в жидкой и газовой фазах существуют в основном в виде димеров. В белках, нуклеиновых кислотах и других органических соединениях, имеющих большое биологическое значение, водородная связь обеспечивает поперечное сшивание цепочечных молекул. Для некоторых соединений возможно также образование внутримолекулярной водородной связи, например в нитрофеноле. [c.122]

Водородные. связи имеют огромное значение для организации пространственной структуры белков и нуклеиновых кислот. Как известно, белки представляют собой полимеры, построенные из а-аминокислот, соединенных пептидной связью [c.108]

Энергия водородной связи (8-40 кДж/моль), т. е. на порядок меньше энергии ковалентной связи. Тем не менее этой энергии вполне достаточно для ассоциации молекул. Водородная связь может быть не только межмолекулярной, но и внутримолекулярной. Особенно большую роль внутримолекулярная водородная связь играет в образовании ряда высокомолекулярных веществ, в частности белков, нуклеиновых кислот и др. [c.118]

В белках, нуклеиновых кислотах и полисахаридах отдельные строительные блоки соединены друг с другом ковалентными связями, тогда как в надмолекулярных ансамблях (в рибосомах, мембранах или хроматине) объединение макромолекул происходит при помощи значительно более слабых взаимодействий. К таким взаимодействиям относятся, в частности, водородные связи, энергия которых составляет всего лишь несколько килокалорий, тогда как энергия ковалентных связей достигает 80-100 ккал/моль. В рибосомах, представляющих собой характерные и специфические трехмерные комплексы, молекулы белков и РНК связаны друг с другом благодаря точному соответствию их структур и образованию многочисленных слабых связей (например, водородных), которые, однако, в совокупности оказываются достаточно сильными (рис. 3-14). [c.72]

Особенно большую роль играет водородная связь в образовании структуры белков, нуклеиновых кислот и полисахаридов, образуя связи между цепями и циклическими соединениями. Хотя водородная связь легко возникает и легко разрывается, упорядоченная структура макромолекул в протоплазме клеток организмов несомненно связана с водородной связью, имеющей значение также и в передаче электронов и в переходе протонов. [c.40]

Биогенные вещества связываются и транспортируются как альбуминами, так и глобулинами, а ксенобиотики транспортируются преимущественно альбуминами. Реагирование лекарственных веществ с белками происходит посредством водородных связей, электростатического и гидрофобного взаимодействий. Связанные с белками лекарства не проходят через мембраны и гистогематические барьеры не участвуют в фармакологических эффектах не подвергаются химическим превращениям, в связи с чем дольше циркулируют в крови. Лекарства иногда конкурируют друг с другом за связывание с белками. Транспорт лекарств может осуществляться клетками крови (эритроциты, в меньшей степени — лейкоциты тромбоциты транспортируют биогенные амины). Активными являются несвязанные (свободные) формы лекарств. Для реализации их действия требуется связывание с макромолекулами, выполняющими роль клеточных рецепторов, или мишени (белки, нуклеиновые кислоты, сложные липиды). Лекарства накапливаются в тех тканях, где имеются рецепторы к ним. [c.483]

Спецификой строения атома водорода обусловлено образование водородной связи. В живых организмах водородные связи имеются как в самом растворителе — воде, так и в растворенных в ней веществах — сахарах, белках, нуклеиновых кислотах и др. [c.227]

Одной из самых интригующих и перспективных задач современной науки является изучение механизма и движущих сил процессов, происходящих в живом организме. Решение этих проблем позволит перейти на качественно новый уровень развития фундаментальных и прикладных наук, таких как медицина, биотехнология и фармакология. В области химических наук толчком к началу исследования процессов молекулярного узнавания в биосистемах послужило открытие в конце бО-х годов искусственных молекул (краун-эфиров), способных к специфическому распознаванию других химических частиц. В последующие годы бурное развитие получил синтез соединений, способных к самоорганизации. На рубеже 80-90-х годов сформировалась новая область знаний, получившая название "супрамолекулярная химия". У ее истоков стоят работы трех нобелевских лауреатов 1987 года -Ч. Педерсена, Д. Крама и Ж.-М. Лена [1-3]. По определению Лена [4], супрамолекулярная химия - это химия межмолекулярных связей, изучающая ассоциацию двух и более химических частиц, а также структуру подобных ассоциатов. Она лежит за пределами классической химии, исследующей структуру, свойства и превращения отдельных молекул. Если последняя имеет дело главным образом с реакциями, в которых происходит разрыв и образование валентных связей, то объектами изучения супрамолекулярной химии служат нековалентные взаимодействия водородная связь, электростатические взаимодействия, гидрофобные силы, структуры "без связи". Как известно, энергия невалентных взаимодействий на 1-2 порядка ниже энергии валентных связей, однако, если их много, они приводят к образованию прочных, но вместе с тем гибко изменяющих свою структуру ассоциатов. Именно сочетание прочности и способности к быстрым и обратимым изменениям - характерное свойство всех биологических молекулярных структур нуклеиновых кислот, белков, ферментов. [c.184]

Биополимеры живой клетки — белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты и липиды образуют субклеточные структуры, соединяясь между собой более или менее прочными связями. Это могут быть ионные или водородные связи, которые легко диссоциируют, причем биологический комплекс распадается на свои компоненты. С другой стороны, белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты, липиды могут соединяться между собою ковалентными связями в этом случае они называются смешанными биополимерами. [c.565]

С этим, вероятно, связана очень большая роль водородных связей в белках и нуклеиновых кислотах, в органических кристаллах и полимерах. [c.34]

Достаточно поломки вирусной частицы в любом месте, т. е. одного, разрыва в нити РНК, чтобы лишить ее биологической активности. Макромолекулярная спиральная структура РНК в этом случае навязана белковой оболочкой. Когда производится депро-теинизация РНК вируса, получается монодисперсная РНК, даю-Ш,ая в ультрацентрифуге исключительно острый пик. Ясно, что вторичная структура этой выделенной из вируса РНК совсем иная, чем внутри вируса. В выделенной макромолекуле образуются внутримолекулярные водородные связи между основаниями, в то время как внутри белковой оболочки вируса существовали только водородные связи между нуклеиновой кислотой и белком. [c.274]

Эффективность обработки фенолом обусловливается следующими факторами фенол, как сильный акцептор протонов, разрушает водородные связи между нуклеиновой кислотой и белками, способствуя диссоциации иуклео-протеидиого комплекса. С другой стороны система фенол— вода хорошо разделяет РНК и белок. Нуклеиновые кислоты не растворимы в феноле, но хорошо растворяются в воде, а растворимость белков (включая нуклеазы) в феноле значительно выше чем растворимость их в воде. Фенол, кроме того, вызывает денатурацию белков, что еще более снижает их растворимость в воде. [c.160]

Водородная связь играет большую роль в процессах, происходящих при обычных температурах. Она обусловливает спира 1ьные конфигурации вторичной структуры молекул белков, нуклеиновых кислот и важна в биологических процессах, например, в механизме памяти. Водородная связь ответственна за сильную ассоциацию молекул и высокую диэлектрическую постоянную не только воды, ио и спиртов, и других жидкостей. Благодаря водородным связям лед легче жидкой воды, так что лед образуется на поверхности воды и предохраняет оставшуюся жидкую воду от потери тепла. [c.157]

Вещества с молекулярной структурой характеризуются тем, что они образованы из молекул, связанных друг с другом силами Ван-дер-Ваальса или водородной связью. К таким веществам, например, относятся простые вещества (Н2, N2, О2, галогены, 8в), неорганические (Н2О, ЫНз, НР, СО2, N204) и органические соединения (спирты, кислоты), а также кристаллы некоторых координационных металлорганических и органических соединений (типичный представитель нафталин), в том числе полимеров, белков, нуклеиновых кислот. [c.132]

Молекулярный вес выделенных до настоящего времени нуклеиновых кислот (по данным Зигнера) не менее 1 млн. Согласно современным представлениям, каждая пара цепей нуклеиновых кислот соединена водородными связями между nypинoвы m заместителями г образованием палочкообразной двойной спирали (винтовая линия). Каждое основание в одной цепи соответствует определенному основанию в другой цепи. В живом организме водородные связи между обеими цепями при определенных условиях (например, при делении клетки) разрываются и каждая отдельная цепь вследствие необходимости специфической эквивалентности между входящими в ее состав основаниями становится матрицей для создания из элементарных звеньев цепи противоположного строения. Такой направленный синтез, по-види>юму, позволяет считать, что по крайней мере часть заключенных в хромосомах наследственных признаков связана с нуклеиновыми кислотами. Характерное для живого организма создание молекул различных белков также должно протекать по соответствующему матричному механизму. Значительный вклад в химию нуклеиновых кислот внес Тодд. Однако окончательное выяснение состава и строения нуклеиновых кислот — задача еще не разрешенная вследствие многообразия возможных структур, но очень важная как для понимания биологических процессов, так и для изучения структуры белков. [c.97]

С биологической точки зрения наиболее важными комплексами являются рибонуклеопротеиды. Мало известно о природе химической связи между нуклеиновой кислотой и белком, хотя во многих нуклеопротеидах, таких, как кристаллические вирусы растений, компоненты расположены определенным образом, когда нуклеиновая кислота окружена защитной белковой оболочкой. Рентгенографические исследования рибонуклеонротеидных частиц клеточного происхождения и полученных из них рибонуклеиновых кислот позволяет предположить, что конформация рибонуклеиновой части комплекса определяется белковой матрицей [280]. Обратимая диссоциация высокомолекулярных рибонуклеонротеидных субъединиц происходит легко [281] образование связей обусловлено, по-видимому, действием ряда сил. Последние включают кулонов-ское притяжение противоположно заряженных ионов, притяжение диполей и водородные связи. Убедительное доказательство наличия иных связей, кроме электростатических, было получено путем электрофоретического изучения рибонуклеопротеида, рибонуклеиновой кислоты и белка и изучения влияния обработки мочевиной на электрофоретическое поведение рибонуклеопротеида — прием, обычно используемый для ослабления водородных связей [282]. Соотношение рибонуклеиновой кислоты и белка в выделенных рибонуклеопротеидах значительно варьирует в случае наиболее строго [c.413]

Под конформацпоннымн превращениями в макромолекулах до самого недавнего времени понимали превращения (переходы) спираль — клубок в полипептидах и нуклеиновых кислотах. Предполагалось, что, в отличие от макромолекул нативных белков, нуклеиновых кислот и их синтетических моделей — полипептидов и полинуклеотидов, где внутримолекулярные взаимодействия (в основном, водородные связи) обеспечивают наличие вторичной структуры, внутримолекулярные силы у обычных синтетических поли.меров недостаточны для поддержания уиорядоченности в цепи. Макро.молекулы первых существуют в растворах в конформации одионитевых (белки, полипептиды) или двунитевых (нуклеиновые кислоты, полинуклеотиды) спиралей (см. [251, 510]). Двойная спираль Крика — Уотсона [511] для дезоксирибонуклеиновой кислоты и а-сиираль Полинга — Кори [512] для полипептидов — наиболее известные примеры вторичной молекулярной структуры. Макромолекула в спиральной конформации подобна по своей структуре одномерному кристаллу. Изменением температуры или других условий (состав смешанного растворителя, pH растворителя — [c.252]

Большая часть полярных атомных групп на поверхности белков и нуклеиновых кислот расположена близко друг к другу, так что молекула воды в гидратной оболочке может связываться с поверхностью двумя водородными связями [138— 140]. Поэтому хорошей моделью для изучения свойств воды полярной поверхности биополимеров могут служить полифунк-циональные низкомолекулярные соединения со сближенными полярными группами, такие, например, как сахара, аминокислоты и др. [c.54]

Представление о строении нуклеиновых кислот нуклеозиды и нуклеотиды. Гетероциклические основания, рибоза (дезоксирибоза) и фосфорная кислота как структурные единицы нуклеиновых кислот. Представление о строении РНК и ДНК. Биологические функции ДНК и РНК. Рибосомальные, информационные и транспортные РНК. Связь между строением и биологическими функциями нуклеиновых кислот. Двойная спираль как модель молекулы ДНК. Роль водородных связей аденин — тимин и гуанин — цитозин в образовании двойной спирали. Правило Ча )-гаффа. Проблема передачи наследственной информации. Вещество, энергия и информация — необходимые компоненты при синтезе белка. Гснетическин код как троичный неперекрывающийся вырожденный код. [c.249]

Водородная связь, o ooeimo внутримолекулярная, меняет многие химические свойства. Например, именно водородной связью объясняется повышение концентрации енола в некоторых таутомерных равновесиях (разд. 2.20). Водородная связь влияет на конформацию молекул (см. гл. 4) и часто играет существенную роль в определении скоростей реакций [13]. Эта связь такл е важна для регулирования трехмерной структуры белков и нуклеиновых кислот. [c.116]

Нуклеиновые кислоты содержатся в каждой живой клетке. Они принимают решающее участие в биосинтезе белка и ответственны за передачу генетической информации. В настоящее время уже многое стало известно о способе передачи такой информации, которая осуществляется вторичной структурой ДНК, имеющей вид спирали из двух витков дезоксирибозофосфатной цепи, связанных с помощью водородных связей. Водородные связи соединяют остаток аденина из одного витка спирали с торчащим напротив остатком тимина второго витка, а также остаток цитозина одного витка с остатком гуанина другого. Такой порядок связывания двух дезоксирибозофосфатных цепей строго специфичен водородная связь не может образоваться между аденином одной цепи и гуанином или цитозином другой. Не может она возникнуть и между цитозином одной цепи и тимином или аденином другой и т. д. Такая специфичность определяется строением пуриновых и пиримидиновых оснований или их взаимным расположением, а возможно, и тем и другим. Приведенная схема иллюстрирует условия образования водородных связей [c.355]

Белки и нуклеиновые кислоты своеобразной спиральной конфигурацией макромолекул резко отличаются от всех других типов высокамолеку лярных веществ. На рис. 63 дан фраг мент а-спирали белковой молекулы Ход спирали отмечен жирной линией пунктирными линиями — водородные связи. [c.184]

Типичным примером водородной связи является связь, обра-зуемая водородом гидроксильной группы. Водородная связь может возникать не только между молекулами, но и в пределах одной молекулы, например белка, обеспечивая скручивание полипептид-пой цепочки с образованием глобулы. Такой тип внутримолекулярного взаимодействия является характерным для биологических макромолекул — белков, полисахаридов, нуклеиновых кислот. [c.27]

Образующиеся Н и ОН радикалы обладают высокой реакционной способностью они, соединяясь, могут образовывать перекись водорода Н2О2, а также оказывать вторичное воздействие на различные биологические макромолекулы. При этом существенно страдают белки-ферменты, содержащие сульфгидрильные группы — SH и нуклеиновые кислоты, в которых происходит раз-рущение водородных связей. [c.115]

Водород — составная часть воды, своеобразной жизненной среды с молекулами, составленными из двух кайносимметриков, а потому особо устойчивыми термодинамически воды, имеюш,ей в своих молекулах значительный дипольный момент, содействующий образованию межмолекулярных связей, которым способствует и сетка водородных связей, устанавливающихся в тетраэдрически (симметрия р ) структурированной жидкой воде, а также имеющих большое значение для структурирования белков и нуклеиновых кислот. Особенно важными свойствами, порождающими электролитическую диссоциацию и многие другие важные для жизни явления, обладает вода в узком интервале температур от 0° С до примерно 60—100° С, т. е. в области, удобной для эволюции жизни с сохранением наследственности и тонкой психической информации (память). В условиях получения землей солнечной энергии и охлаждения земной поверхности путем излучения инфракрасных квант в мировое пространство вода легко конденсируется, образуя океан, чему помогает межмолекулярное притяжение дипольных молекул НаО друг к другу. [c.356]

Молекулы воды образуют водородные связи не только друг с другом, но н с полярными группами растворенных соединений. В го же время любая группа, способная образовывать водородные связи с другой группой, может образовать водородные связи примерно такой же прочности и с молекулами воды. Именно поэтому водородные свяэи далеко не всегда способствуют ассоциации малых молекул в водных растворах. Если в неполярном растворителе какие-либо полярные молекулы прочно связываются друг с другом за счет водородных связей, это отнюдь не означает, что они будут ассоциировать и в воде. Что же в таком случае позволяет биохимикам утверждать, что водородные связи играют огромную роль в формировании структуры макромолекул и при взаимодействии биологически важных соединений Дело в том, что равновесие между состояниями, при которых пары взаимодействующих молекул в воде связаны друг с другом водородными связями или диссоциированы, легко смеш,ается в ту или другую сторону. Так, например, белки и нуклеиновые кислоты могут образовывать компактные структуры за счет внутримолекулярных водородных связей между определенными группами или же денатурировать вследствие образования водородных связей между данными группами и молекулами воды, причем разница в свободных энергиях этих двух состояний сравнительно невелика. [c.247]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология