Аминокислотные остатки исследованиях

Для установления вторичной и третичной структур химические методы неприменимы. Для этой цели преимущественно применяют рентгеноструктурный анализ, причем из получаемой дифракционной картины рассчитывают распределение электронных плотностей в кристалле белка. Точное установление пространственных структур белков стало возможным благодаря работам Полинга и Кори. На аминокислотах, их амидах и простых пептидах в основном с помощью рентгенографических исследований были определены длины связей и валентные углы. Оказалось, что пептидная связь в значительной степени обладает характером двойной связи. Она является планарной, поэтому в пептидной цепи на один аминокислотный остаток приходятся лишь два места поворота. Одним является поворот вокруг С —К-связи (угол >р), другим — вращение вокруг оси С —С-связи (угол ф). Значения риф для всех остатков аминокислот определяют пространственное расположение цепи. [c.375]

Благодаря исследованиям Л. Полинга наиболее вероятным типом строения глобулярных белков принято считать а-спираль (рис. 1.17). Закручивание полипептидной цепи происходит по часовой стрелке (правый ход спирали), что обусловлено Ь-аминокислотным составом природных белков. Движущей силой в возникновении а-спиралей (так же как и 3-структур) является способность аминокислот к образованию водородных связей. В структуре а-спиралей открыт ряд закономерностей. На каждый виток (шаг) спирали приходится 3,6 аминокислотных остатка. Шаг спирали (расстояние вдоль оси) равен 0,54 нм на виток, а на один аминокислотный остаток приходится 0,15 нм. Угол подъема спирали 26°, через 5 витков спирали (18 аминокислотных остатков) структурная конфигурация полипептидной цепи повторяется. Это означает, что период повторяемости (или идентичности) а-спиральной структуры составляет 2,7 нм. [c.60]

Бубновый код перекрывающийся. Так как в каждый ромб входят нуклеотиды из трех последовательных пар, два нуклеотида, находящихся на одной стороне ромба, являются общими для двух соседних ромбов. Тем самым возникает корреляция между двумя соседними аминокислотными остатками. За данным остатком может следовать не любой из 20, но лишь некоторые. Однако дальнейшие исследования показали, что перекрывающийся код нельзя согласовать с опытом, так как любой аминокислотный остаток может следовать за любым. Отсутствие корреляции делает невозможной теоретическую, умозрительную расшифровку кода. [c.259]

Однако / нс-форма не имеет, по-видимому, широкого распространения в белках вследствие стерических (пространственных) препятствий. Число и последовательность аминокислот, соединенных друг с другом пептидными связями, характеризуют первичную структуру белка. Молекулярные веса белковых молекул колеблются от 6000 для инсулина до более миллиона. Инсулин представляет собой белок с крайне низким молекулярным весом однако его молекула содержит 51 аминокислотный остаток. Белок с молекулярным весом 100 ООО содержит приблизительно 900 аминокислотных остатков. Выяснение первичной структуры белка представляет, таким образом, очень трудную задачу. Но это не испугало Сенгера, который в конце второй мировой войны начал серию исследований, успешно завершившихся в 1954 г. полной расшифровкой первичной структуры инсулина. Успех Сенгера и его сотрудников был обусловлен тем, что сам Сенгер разработал метод анализа концевых амин-ных групп, а Мартин и Синг — методы выделения веществ с помощью распределительной хроматографии на бумаге. [c.27]

Опубликовано несколько работ по исследованию низкомолекулярных пептидов [18—22]. Из исследованных пептидов наибольший молекулярный вес имел пептид, образованный из первых 15 аминокислотных остатков рибонуклеазы. Этот пептид был исследован при естественном содержании изотопа и при селективном обогащении фенилаланином- С (восьмой аминокислотный остаток в последовательности [22]). [c.204]

А, как период идентичности полностью вытянутой цепи с трансконфигурацией пептидных групп. Они считали, что цепь ориентирована параллельно оси волокна, а боковые цепи К], Кг..., располагаются соответственно выше и ниже плоскости цепи. В этом случае длина цепи на аминокислотный остаток составляет 3,5 А. Рефлекс 7,0 А представляет собой скелетный внутрицепочечный период идентичности с, полифункциональными боковыми цепями. Появление данного рефлекса в дифракционной картине фиброина шелка Мейер и Марк (в согласии с пептидной теорией Фишера и результатами химического исследования этого же белка) связывали с чередованием в белковой цепи остатков глицина и аланина. Молекулярную организацию фиброина шелка авторы представили в виде пакетов. Было отмечено, что в противо- [c.8]

Статистический подход к исследованию аминокислотной последовательности существенно отличается от статистической механики теории газов. В отличие от молекул газа, которые могут свободно меняться местами в пространстве, элементы полипептидной цепочки не могут быть переставлены произвольно. Фиксированное расположение аминокислотных остатков вдоль цепи соответствует определенному порядку, и мерой этого порядка является энтропия последовательности. Если пептид состоит только из остатков одной аминокислоты (гомополимер), то вероятность найти этот аминокислотный остаток на любом месте в цепочке равна 1, а энтропия последовательности цепи равна О, т. е. минимальна. Эту статистическую определенность расположения остатка в цепи не следует путать с определенностью конфигурации цепи. [c.88]

Структурное подобие цитохромов -типа и глобинов. Аминокислотная последовательность цитохрома 562 отличается от последовательностей 2-гсф и 5-гсф, но, по-видимому, гомологична последовательности миоглобина [558]. Эти данные, а также результаты некоторых других исследований [559], показавших возможность существования непрерывного набора гомологичных структур в интервале от цитохромов 6-типа до глобинов, дали толчок к сравнительным исследованиям [406, 560] известных пространственных структур 5-гсф и (3-цепи гемоглобина. Это сопоставление показало 1560], что из 85 остатков цитохрома 5-гсф, пространственное расположение которых известно, 51 остаток имеет свой аналог в глобине. При совмещении обеих структур атомы железа гема оказываются [c.224]

Гамов попытался проверить правильность своего кода, сопоставив возможность сочетания ромбов с известной первичной структурой инсулина и адренокортикотропина. При этом возникли неразрешимые противоречия. Дальнейшие исследования показали, что никакие перекрывающиеся коды нельзя согласовать с опытом. Наличие перекрытий в кодонах может выражаться в корреляциях между соседними аминокислотными остатками. Иными словами, некоторые парные сочетания остатков должны быть запрещены. Анализ первичных структур белкои показал, что таких корреляций нет —любой остаток может следовать за любым, хотя разные остатки встречаются с различными частотами [4, 5]. Можно, однако, представить себе перекрывающиеся нуклеотидные коды, допускающие любую последовательность аминокислот [6]. [c.555]

Бифункциональные реагенты типа R—О—R с различными реакционноспособными группировками применяются для исследования аминокислотных остатков вблизи активного центра. При взаимодействии химотрипсина с л-нитрофениловым эфиром бромацетил-а-аминоизомасляной кислоты [219, 255] вначале идет модификация активированного остатка серина, затем вторая реакционноспособная группировка атакует ближайший к нему (третий в цепи) остаток метионина. После гидролиза промежуточного продукта получают белок, в котором модифицирован только остаток метионина. В трипсине на месте остатка метионина располагается остаток глутамина, поэтому под действием данного реагента модификация идет лишь по активированному серину. [c.374]

Вирус табачной мозаики (ВТМ). Из всех вирусов наиболее хорошо изучен растительный вирус табачной мозаики. Тем не менее сведения, которыми мы располагаем в настояш,ее время, вероятно, еще далеко не достаточны для полного описания его строения. Физические исследования показали, что ВТМ представляет собой тонкий стержень длиной 3000 А и диаметром 150 А. Вес такой частицы равен 39- 10 . Из этого числа 5% приходится на РНК, константа седиментации которой равна 27S, а молекулярный вес 2,0 10 . Если бы цепь РНК вируса полностью вытянуть, она была бы в 10 раз длиннее вирусной частицы. Остальные 95% вируса приходятся на белок, который состоит из 2130 идентичных субъединиц. В состав каждой субъединицы, имеющей молекулярный вес 17 420, входит 158 аминокислот. Белок вируса табачной мозаики является третьим белком после инсулина и рибонуклеазы, для которого полностью установлена последовательность аминокислот. Каждая белковая субъединица представляет собой единую полипептидную цепь, на N-конце которой находится ацетилированный серии. Это один из редких случаев особой модификации N-конца полипептидной цепи. Различные штаммы этого вируса отличаются по аминокислотному составу белка. У всех исследованных штаммов белковая часть содержит только один остаток цистеина. В некоторых штаммах отсутствуют метионин и гистидин. [c.359]

Для понимания структуры активного центра необходимо знать последовательность аминокислот в полипептидной цепи, но этого еще недостаточно. Для группы ферментов, обладающих эстеразной активностью, установлено, что их активные центры состоят из аналогичных аминокислотных последовательностей, в состав которых входит остаток серина. Для изучения механизма ферментативного катализа они представляют большой интерес. Ряд данных свидетельствует о том, что в состав активного центра а-химотрипсина наряду с серином входит также гистидин. Однако данные исследований по расшифровке аминокислотной последовательности этого фермента показывают, что между реакционноспособным серином и ближайшим гистидином находится по меньшей мере 50 аминокислотных остатков. Таким образом, соверщенно ясно, что активность фермента обусловлена его конформацией. [c.396]

Возможности спектроскопии флуоресценции как средства исследования макромолекул в растворе впервые были продемонстрированы при изучении растворов белков [548, 549]. Три из присутствующих в белках аминокислоты флуоресцируют максимум спектра испускания для фенилаланина наблюдается при 282 мц, для тирозина — при 303 м л и для триптофана — при 348 м х, [550]. Спектры испускания простых пептидов весьма напоминают спектры свободных аминокислот, однако в белках они резко изменяются за счет безызлучательного перехода энергии возбуждения между аминокислотными остатками. Известно, что такие процессы чрезвычайно эффективны на расстояниях до 40 А [551]. Вследствие этого перехода энергии флуоресценция фенилаланина может наблюдаться лишь в отсутствие тирозина и триптофана (т. е. в желатине), а флуоресценция тирозина обнаруживается только в отсутствие триптофана (т. е. в инсулине), в то время как большинство белков имеет спектры испускания, приписываемые остаткам триптофана. Эти спектры испускания значительно изменяются для нативных белков, однако они становятся идентичными при денатурации белков в 8 Ai растворе мочевины [549] этот факт указывает на то, что характер спектра и квантовый выход флуоресценции подвержены изменениям, обусловленным как природой среды, окружающей остаток триптофана, так и конформационными превращениями полипептидного хребта, к которому присоединена флуоресцирующая боковая цепь. [c.188]

К пептидным гормонам относятся инсулин, продуцируемый поджелудочной железой, регулирующий метаболизм углеводов, жиров и белков, содержащий 51 аминокислотный остаток секретин, вырабатываемый в желудочно-кишечном тракте, определяющий секреторную функцию желудочно-кишечного тракта, содержащий 21 аминокислотный остаток в передней доле гипофиза вырабатываются адренокор-тикотропин (34 аминокислоты), контролирующий активность коры надпочечников, пролактин (198 аминокислот), влияющий на рост грудных желез и секрецию молока в задней доле гипофиза вырабатываются вазопрессин (9 аминокислот), действующий как диуретик и сосудосуживающее, и окси-тоцин (9 аминокислот), стимулирующий сокращение гладкой мускулатуры. Это только иллюстративный перечень гормонов пептидной структуры — их значительно больше, многие из них еще изучены не полностью, как в плане строения, так и функциональности. Особенно важно и проблематично исследование связи их строения с активностью. Данные по связи структура — активность позволяют иногда получать синтетические полипептиды с активностью, превосходящей природные. Так, варьируя аминокислотный состав нейрогипофизных гормонов (схема 4.4.1) было получено около 200 аналогов, из которых один, [4-ТИг]-оксито-цин оказался высокоактивным. [c.81]

Было известно, что простетическая группа сукцинатдегидрогеназы не идентична ФМН или ФАД и в отличие от них ковалентно связана с одной из аминокислот белка [373]. Последующими исследованиями установлено, что этот кофермент имеет структуру 8а-(Ы- -гистидил)-ФАД. При воздействии протеолитическими 4 рментами из сукцинатидегидрогеназы было выделено пептидное производное — СД-ФАД [373]. Затем в результате кислотного гидролиза из этого соединения получено 6—7-аминокислот — аланин, серин, глутаминовая кислота, валин, треонин и, кроме того, СД-рибофлавин, содержащий еще один аминокислотный остаток [373]. Были основания считать, что аминокислота связана с 8-СНз-группой рибофлавин [374]. [c.553]

Первичная структура белков определяется их составом и может быть описана последовательностью а-аминокислотных остатков в поли-пептидных цепях. Эта последовательность определяет строение белка. Для установления первичной структуры используются разнообразные методы деструкции, которые были уже рассмотрены в разделе, посвященном пептидам. Однако исследование первичной структуры белков вследствие наличия более длинных цепей является гораздо более сложным делом и связано с большими затратами времени, чем у пептидов. К примеру, миоглобин содержит одну нолипептидную цепь, состоящую из 153 аминокислотных остатков, а глобин имеет четыре полииеитидные цепи, две пары которых построены аналогично и содержат соответственно 141 (а-цепи) и 146 (р-цепи) аминокислотных остатков. В одной из патологических форм гемоглобина, возникающей при серповидной анемии и наблюдаемой прежде всего у африканцев, только один единственный аминокислотный остаток глутамина в р-цепи нормального глобина замещен на остаток валина. [c.656]

Методы генетической инженерии стали важным инструментом биохимических исследований. В частности, они не только открыли возмогкность получения значительных количеств ранее мало доступных белков, в том числе эукариотических, но и возможность внесения направленных точечных изменений в первичную структуру белков, т.е. закхены одного определенного аминокислотного остатка на любой другой произвольно выбранный аминокислотный остаток (в пределах 20 аминокислот, из которых могут строиться полипептидные цепи при трансляции). Это достигается путем замены соответствующего кодона в ге1ю, программирующем исследуемый белок. Такая процедура называется сайт-специфичным мутагенезом. [c.305]

В полипептидной цепи белка с одной стороны расположен аминокислотный остаток, несуший свободную а-аминогруппу (амино-или N-концевой остаток), а с другой—остаток со свободной а-карбоксильной группой (карбоксильный, или С-концевой остаток). Аналиэ концевых остатков играет важную роль в процессе определения аминокислотной последовательности белка. На первом этапе исследования он дает возможность оценить число полипептидных цепей, составляющих молекулу белка, и степень гомогенности исследуемого препарата. На последующих этапах с помощью анализа N-концевых аминокислотных оста ков осуществляется контроль за процессом разделения пептидных фрагментов. [c.37]

Белок является полифункциональным соединением, в котором каждый аминокислотный остаток выполняет определенную роль в поддержании нативиой конформации или проявлении биологической функции. Если используются модифицирующие агенты достаточно широкой специфичности, конечный результат зависит от доступности тех или иных функциональных групп белка в данных условиях. В частности, ацилирование с помощью радиоактивно меченного уксусного ангидрида было предложено в качестве метода локализации остатков лизина, расположенных на поверхности белковой глобулы (Б. Хартли). Этот прием широко применяется и для исследования топографии мембранных белков, когда доступными действию так называемых непроникающих реагентов оказываются лишь группировки, расположенные вне мембраны. [c.160]

Осп. работы посвящены химии белка. Изучал (с 1945) структуру инсулина. Разработал динитро-фторбепзольный метод идентификации концевых аминогрупп в пептидах, с помощью которого установил природу и последовательность чередования аминогрупп в инсулине, расшифровал его строение (1949—1954). Установил, что инсулин имеет общую формулу Сш Н ) )7 N6507580, три сульфидных мостика и состоит из двух цепей цепи А, содержащей 21 аминокислотных остаток, и цепи В, содержащей 30 аминокислотных остатков, Эти работы послужили основой для синт, получения инсулина и др. гормонов. Предложил (1965) метить РНК и ДНК, предназначенные для структурных исследований, радиоактивным изотопом фосфора Р, что позволило осуществлять работы с чрезвычайно малым колич-вом материала— 10 г. Установил структуру 58 РНК (120 оснований 1967) и ДНК фага ФХ174 (5375 основа- [c.403]

Аминокислотный остаток на одном из концов открытой (т. е. нециклической) полипептидной цепи имеет свободную а-аминогруппу и называется обычно К-концевым остатком [126]. Аналогично аминокислота на другом конце цепи, несущая свободную карбоксильную группу, называется С-кон-цевым остатком. ]йдентификация остатков на концах цепи представляет собой ценный прием структурной химии белков, так как он позволяет определить последовательность остатков вдоль полипептидной цепи. Эта методика полезна также и при исследовании структуры гликонротеинов для определения природы аминокислот вблизи углевод-белковой связи коротких гликопептидов, отщепляемых от макромолекулы. Поскольку органические амины более реакционноспособны и образуют более устойчивые производные, чем карбоновые кислоты, методы определения К-концевых групп выполняются легче и более успешно, чем методы определения С-концевых остатков [118]. [c.152]

Как отмечалось выше, первая углевод-пептидная связь, природа которой была твердо установлена,— это углевод-пептидная связь в яичном альбумине. В результате параллельных исследований ученых СССР, Японии, США и Англии было показано, что связующее звено представляет собой 2-ацетамидо-1-(ь-р-аспартамидо)-1,2-дидезокси-р-в-глюкозу (том 2, рис. 1). В ряде ранних работ [7, 33—36] по составу гликопентидов, получаемых при ферментативном гидролизе яичного альбумина, было показано, что аминокислотой, непосредственно связанной с углеводным фрагментом этого гликопротеина, является аспарагиновая кислота. Однако все эти препараты давали при дальнейшем гидролизе переменные количества лейцина, треонина и серина, которые обычно присутствуют в меньших количествах, чем аспарагиновая кислота. Позднее Богданов и сотр. [2] показали, что устойчивость гликопептида к действию карбоксипептидазы можно уменьшить, предварительно защитив свободную аминогруппу остатка аспарагиновой кислоты. Это позволило получить гликопептид, содержащий лишь следы других аминокислот [24, 37]. Количество аспарагиновой кислоты ясно указывало, что моль гликопептида содержит один аминокислотный остаток. Ранние исследования действия щелочи на гликопептид показали, что послед- [c.280]

Рентгенокристаллографические исследования а- и Ь-форм гликоген-фосфорилазы значительно облегчили изучение каталитических и регуляторных механизмов этого ключевого фермента метаболизма. 841 аминокислотный остаток мономерной субъединицы компактно упакованы в три структурных домена (рис. 16.6) аминокон- [c.124]

Метод статнстической информации. Это целое семейство процедур, в которых для отбора конформаций, служащих исходными приближениями в последующем расчете, используется разного рода вероятностная информация. Ее источником может быть банк данных белковых структур, статистическое распределение остатков на конформационных картах усредненная предпочтительность парных остаток-остаточных контактов или алгоритмы предсказаний вторичных структур [210-216]. Очевидно, данные такого рода ориентировочны и могут скорее ввести в заблуждение, чем помочь в решении структурной проблемы пептидов и тем более белков. Конформационные возможности каждого из них определяются не статистикой, а определенной и всегда уникальной аминокислотной последовательностью. Показательно в этом отношении исследование М. Ламберта и Г. Шераги [210-212] панкреатического полипептида из 36 остатков. В расчет его структуры в качестве дополнительной вероятностной информации привносятся данные о распределении значений двугранных углов основной цепи в четырех областях конформационной карты ф-ц/ и распределении конформационных состояний трипептидных сегментов на нерегулярных участках трехмерных структур белков, изученных кристаллографически. Набор исходных для оптими- [c.244]

Монослой разнообразных типов белков характеризуются очень сходными кривыми зависимости давление — площадь. Площадь предельно сжатого монослоя независимо от типа белка достигает примерно 1 ж 1мг. Глобулярные белки, которые обычно используются в этих исследованиях, состоят из одной или нескольких полипептидных цепей, содержащих небольшое число (или совсем не содержащих) простетических групп. При этом цепи свертываются таким образом, что имеющиеся в молекуле полярные или ионные группы оказываются расположенными с внешней стороны глобулы. Это обеспечивает растворимость белка в воде. Белки, как известно, состоят примерно из 20 сортов аминокислотных остатков, молекулярный вес которых равен в среднем 120. Важно отметить, что белки являются полимерами особого типа, остатки которых могут растворяться как отдельные аминокислоты, но не совмещаются с нолипептидными цепями, аналогично тому как некоторые мономеры не растворяются в полимерах. Это может быть причиной того, что белки растекаются в монослой, характеризующиеся очень сходными кривыми п — А, имеющими практически одинаковую предельную площадь на остаток. Когда молекулы белка оказываются на поверхности, они развертываются таким образом, что полярные (ионные) группы обращаются к воде и принимают Р-конфигурацию. Это затрудняет получение информации о структуре белковых молекул из построения графиков давление — площадь. [c.296]

Инсулин состоит из 51 аминокислотного остатка, которые составляют две цепи цепь А (21 остаток), цепь В (30 остатков). Обе цепи связаны двумя дисульфидными мостиками. Цепь А содержит третий дисульфидный мостик, замыкающий петлю, состоящую -из шести аминокислотных остатков. Последовательность аминокислот в инсулине определена [78] и проведено его рентгеноструктурное исследование [79]. Цепь А имеет сильно свернутую структуру с короткими квазиспиральными участками. Участки а-опиралей имеются в цепи В между дисульфидными мостиками. Низкая молекулярная масса (5780), казалось бы, делает инсулин привлекательным объектом для исследования с помощью ЯМР, тем не менее еще нет публикаций об изучении этим методом нативного белка. Отчасти, видимо, это объясняется тем, что в нем не выделен активный центр . Гормональная функция инсулина — способность понижать содержание сахара в крови —хорошо известна, но непонятна с химической точки зрения. Инсулин обладает ярко выраженной способностью образовывать полимеры. Димер и гексамер хорошо охарактеризованы [79]. В димере наблюдается интересное окружение (по типу ящика ) остатков Тир-26 (В) и Фен-24 (В), а также остатков во второй входящей в димер молекуле, связанных с двумя первыми осью симметрии второго порядка. Это явление представляет несомненный интерес для изучения на частоте 220 МГц. [c.384]

Однако на примере ряда ферментов, и рибонуклеазы в частности, было показано, что не бся молекула, а лишь некоторая ее часть (активный участок) ответственна за каталитическую активность. Так, Ричардс, используя фермент субтилнэи /, расщепил молекулу рибонуклеазы по связи между звеньями 20 и 21 (пептидная связь Ala — Ser), и при этом вторичная и третичная структуры удержали молекулу как целое. Сохранились и ферментативные свойства. Но при хроматографии на кислом ионообменнике короткий пептид из 20 аминокислотных остатков отделился от остальной части. Обе части молекулы были лишены ферментативной активности, однако прн сменгении их активность вновь возникала. У отделенной больпк й части белковой молекулы еще сохранилась способность связывать обычный для рибонуклеазы субстрат ферментативной реакции, но не расщеплять его. П])и гидролизе рибонуклеазы карбоксипептидазой и отщеплении с С-коица трех аминокислот — валина, серина и аланина активность рибонуклеазы не страдает. При гидролизе пепсином разрывается четвертая связь с С-конца и отщепляется кроме валина, серина и аланина еще н аспарагиновая кислота. Тогда остаток рибонуклеазы полностью теряет активность. Подобным же образом устанавливается существенность двух остатков His в положениях 12 и 119. Сказанное имеет целью дать понятие об исследовании структуры белка как фермента. [c.703]

Смотреть страницы где упоминается термин Аминокислотные остатки исследованиях: [c.178] [c.185] [c.219] [c.220] [c.225] [c.99] [c.87] [c.420] [c.348] [c.500] [c.265] [c.547] [c.252] [c.265] [c.635] [c.97] [c.576] [c.128] [c.349] [c.241]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология