Конформациониые изменения

В дезоксигемоглобине Ре(П) находится в высокоспиновом состоянии и расположен вне плоскости порфиринового кольца. Однако при связывании О2 Ре(П) переходит в низкоспиновое состояние и возвращается в плоскость. Это, очевидно, приводит к смещению проксимального имидазольного кольца на 0,06 нм, что вызывает конформационные изменения в структуре белка в результате сродство тетрамерной формы молекулы белка к кислороду О2 становится выще. Это структурное изменение ле- [c.360]

Вышеупомянутый остов — это не что иное, как полиамидная цепь с боковыми цепями аминокислот. Почему именно полиамидная цепь Потому что она обладает способностью сохранять определенную трехмерную структуру биополимера в сочетании с некоторой подвижностью цепи последнее имеет существенное значение в тех случаях, когда происходят конформационные изменения (молекула дышит ). Поэтому молекула субстрата может меняться в пределах, предопределяемых конформацией белка. Кроме того, таким образом создается возможность передачи механической энергии. [c.16]

Данный простой пример приводит к интересным предположениям относительно механизмов ферментативных реакций. Происходит ли конформационное изменение субстратного тетраэдрического интермедиата пли остатка активного центра фермента Очевидно, для решения этой проблемы необходимы биоорганические модели. Такие модели, которые еще только будут созданы, дадут возможность определить механизм действия протеаз исходя из тетраэдрического интермедиата с относительно фиксированной конформацией. [c.252]

Знание конформационных изменений и стерических эффектов в молекулах очень важно при исследовании их реакционной спо- [c.220]

Сенгером и сотр. [187] получены данные о том, что циклодекстрины могут гораздо лучше моделировать ферменты, чем это до сих пор считалось. Было показано, что ири связывании субстратов с акцептором происходят конформационные изменения последнего. Такая ситуация аналогична поведению ферментов, для которых характерно явление индуцированного соответствия фермента с субстратом. [c.312]

В рамках данного исследования можно сделать вывод, что силы противодействия, полученные для сильно вытянутых сегментов цепей при комнатной температуре вследствие конформационных изменений, малы по сравнению с предельным значением силы нагружения цепи. Пока не будем учитывать [c.125]

Полученные конформационные изменения при термообработке ненапряженного образца объяснялись [25—27] ростом относительной длины (первоначально) вытянутых проходных цепных сегментов вследствие миграции дефектов из кристаллических блоков. Число правильных укладок цепей при этом также возрастает. По-видимому, сокращение нити должно зависеть от числа складок. Структурные изменения в процессе термообработки механически стабильны, и их не просто обратить с помощью напряжения растяжения. На рис. 7.18 дано модельное представление конформационных изменений при термообработке [4, 5]. Из-за миграции дефектов при термообработке растянутого образца происходит релаксация локаль- [c.211]

Иногда X < 1 [53]. Это указывает на то, что в результате комплексообразования гидрофобная группа К погружается в среду белка далеко не полностью (и частично сохраняет термодинамически невыгодный контакт с водой) или же сорбцию сопровождают неблагоприятные с точки зрения термодинамики конформационные изменения в структуре глобулы (возможно также и в молекуле лиганда). [c.28]

В таблице 7 приведена температурная зависимость констант скоростей прямой и обратной реакций конформационного изменения молекулы а-химотрипсина [7]. Вычислить значения стандартных энтальпии и энтропии активации прямого (й/) и обратного (кг) процесса. [c.255]

Альтернативный механизм комплексообразования предполагает иную модель активного центра, в которой лиганд в принципе не может достичь связывающего центра без существенных конформационных изменений в молекуле белка (происходящих, возможно, лишь в переходном состоянии процесса комплексообразования) [c.30]

Известно, что конформационные изменения в белках характеризуются, как пра-вило, значительными изменениями энтальпии 160]. Поэтому значения энергии активации при таком механизме могут оказаться весьма высокими. [c.30]

В реальных системах ни субстрат, ни фермент не являются жесткими молекулами. Поэтому при связывании претерпевают конформационные изменения, как правило, молекулы обоих реагентов, о означает, что провести четкую грань между различными механизмами катализа (рис. 17, II и III) не представляется возможным. Более того, даже обычный механизм ориентации реагирующих групп (см. 3 этой главы) в ряде случаев можно трактовать как создание некоторых напряжений в структуре молекул реагентов. Поэтому, чтобы не дать себя дезориентировать изобилием предложенных теорий и механизмов (а также поправок и уточнений к ним), важно помнить, что отличие между ними состоит лишь в используемых терминах (таких как принудительная ориентация, индуцированное соответствие, механизм дыбы , щелевой эффект и т. п.) и некоторых частных предпосылках о строении активного центра. Термодинамическая же сущность всех этих теорий одна потенциальная свободная энергия связывания (сорбции) субстрата на ферменте тратится на понижение барьера свободной энергии активации последующей химической реакции. [c.60]

Рассмотрим характер конформационных изменений, возникающих при комплексообразовании карбоксипептидазы А с субстратоподобным ингибитором [15]. В активном центре свободного фермента (см. рис. 5) имеется система водородных связей (пунктир), которая простирается от Aгg-145 через амидные связи полипептидной цепи (01и-155, А1а-154, 01п-249) и молекулу воды (она не указана на рис. 5) до фенольного гидроксила Туг-248. При контакте этого же фермента с квазисубстратом глицил- -тирозином (см. рис. 7) электростатическое взаимодействие свободной карбоксильной группы квазисубстрата с гуанидиновой группой Aгg-145 (пунктир) вызывает смещение последней на 2 А (по сравнению с ее положением в свободном ферменте). Более того, это смещение одного остатка влечет за собой нарушение всей системы водородных связей, что приводит к повороту боковой цепи Туг-248 с перемещением ее фенольного гидроксила на 12 А. В результате между ней и амидным атомом азота в молекуле квазисубстрата образуется водородная связь (пунктир на рис. 7). [c.24]

Кинетика конформационных изменений в ферментативных реакциях. Как известно, белковые молекулы обладают набором конформационных степеней свободы [36]. Фактически речь идет о том, что белковая глобула может существовать в нескольких конформационных состояниях, равновесие между которыми устанавливается во времени. Соответствующие конформационные состояния активного центра могут отличаться как по сорбционной, так и реакционной способности в отношении субстрата или эффектора. Следовательно, кинетика конформационных изменений может отражаться в общей скорости ферментативной реакции. [c.272]

В слое привитых углеводородных цепей у модифицированных так силикагелей происходят конформационные изменения. Как уже [c.103]

Для установления роли данных ионогенных групп лизоцима в катализе и (или) в поддержании каталитически активной конформации активного центра в работе [64] была изучена рН-зави-симость инактивации лизоцима нод действием ультразвука. Как видно из рис. 22, группа с рК 5,0, контролирующая каталитическую активност лизоцима, не проявляется в рН-зависимости константы скорости инактивации фермента под действием ультразвука. Следовательно, протонирование этой группы не приводит к какому-либо существенному конформационному изменению в активном центре лизоцима, хотя и делает фермент каталитически неактивным. С другой стороны, ионогенные группы фермента с рК<2 и рК в области 9—11 контролируют конформационную [c.199]

Так, например, конформационные изменения в активном центре биокатализатора способны вызвать реакцию, сопровождаемую значительными энергетическим и энтропийным эффектами, в то время как само по себе изменение конформации отвечает ничтожной убыли энтропии. Именно поэтому кодовые механизмы, развившиеся в эру слабых взаимодействий, приобрели особое значение и стали основой для дальнейшей эволюции, в которой сохранились молекулярные остовы соединений, возникших в эру сильных взаимодействий (углеродные п пептидные цепи, полифосфатные эфиры и др.). [c.8]

Гидрофобные взаимодействия обусловлены не какими-либо особыми силами, а скорее специфическими особенностями систем, в которых они наблюдаются. Эти взаимодействия возникают, например, между двумя молекулами метана в воде или между ме-тильными группами в длинной цепочечной молекуле полимера. И хотя несомненно, что силы Ван-дер-Ваальса или водородные связи вносят некоторый вклад в подобного рода взаимодействия, все же в основном они определяются свойствами и природой растворителя. Для приблизительной оценки таких сил пользуются моделями. Так, если в результате конформационных изменений открытая цепь полимера, содержащего метильные группы, образует клубок, то две метильные группы могут образовать димерную систему или стать составной частью ассоциата, включающего много таких групп. В этом случае подходящей моделью процесса будет перенос молекулы метана нз водной среды в углеводородную (т. е. определение энергии переноса молекулы метана из воды в углеводород, например в гексан). Такие приемы, конечно, дают лишь приближенные значения энергии гидрофобных взаимодействий, но тем не менее они, несомненно, полезны. [c.269]

Константы равновесия в том и другом случае отличаются незначительно (в 2—4 раза). В то же время при переходе от профлавина к родамину 6Q процесс комплексообразования красителя с активным центром замедляется почти в 10 paat Структуры молекул этих лигандов различаются в основном лишь тем, что молекула родамина 6Q содержит дополнительное бензольное кольцо. Как показало изучение температурной зависимости кинетики комплексообразования, энергия активации этого процесса порядка 17 ккал/моль (71,4 кДж/моль). С другой, стороны, известна, что энергия активации процессов, контролируемых диффузией, не превышает, как правило, 5 ккал/моль (21 кДж/моль) [62, 63]. Поэтому следует заключить, что образование комплекса химотрипсина с более объемной молекулой родамина 6G возможно лишь в результате конформационных изменений в молекуле фермента. Такой механизм (1.8) комплексообразования органических молекул с белками, по-видимому, весьма распространен. [c.31]

Наличие в молекулах полиэлектролнтов групп различной природы определяет возможность возникновения взаимодействий разных видов (электростатических, гидрофобных, водородных связей) и повышенную по сравнению с нейтральными полимерами склонность цепей полиэлектролитов к конформационным изменениям при изменении pH, температуры раствора, природы растворителя. Об изменении конформации макромолекул можно судить по значению параметра а уравнения Марка — Куна — Хаувинка [т]] = = КМ . Известно, что а зависит от конформации макромолекул в растворе и изменяется от нуля для очень компактных клубков до 2 для палочкообразных частиц. Для многих глобулярных белков а = 0. В растворе сильного полиэлектролита при достаточно высокой ионной силе раствора а = 0,5, т. е. цепь имеет конформацию статистического клубка с уменьшением ионной силы параметр а увеличивается и при ионной силе, близкой к нулю, стремится к а = 2. Для слабого полиэлектролита в заряженной форме, а также для полипептидов в конформации а-спирали а = = 1,5—2. [c.123]

Изучение конформационных изменений. Рассмотрим определение констант скоростей взаимного иреврашения кресло — кресло в циклогексане [c.271]

Каталитическую активность а-химотрипсина нельзя приписать исключительно наличию системы переноса зарядов. Из рентгено структурных исследований следуют многие другие факторы, от ветственные за каталитический процесс. Было обнаружено де вять видов специфических ферментсубстратных взаимодействий которые повышают эффективность а-химотрипсина. Например стабилизация тетраэдрического интермедиата, а следовательно понижение энергетического барьера переходного состояния, со провождается образованием водородной связи между карбониль ной группой субстрата и амидным атомом Ser-195 и Gly-193 В химотрипсиногене эта водородная связь отсутствует. Действи тельно, уточнение структур химотрипсиногена и а-химотрипсина с помощью рентгеноструктурного анализа показывает различия в расположении каталитической триады в зимогене и ферменте. Это конформационное изменение в общей трехмерной структуре фермента, возможно, вызывает значительные изменения химических свойств каталитического центра, что может играть важную роль в увеличении ферментативной активности при активации зимогена. [c.221]

К упомянутым выше молекулярным процессам следует добавить внутреннюю деструкцию, вероятность образования очага разрушения или трещины. По аналогии с описанием деформирования с позиций молекулярной структуры тела, использованной Бласенбреем и Печхолдом [38], все этн молекулярные процессы можно отнести к четырем физическим перестройкам между соседними сегментами с параллельно расположенными осями цепей изменению конформации (вращение сегмента, гош-гранс-иереход), кавитации, проскальзыванию и разрыву цепи. На рис, 1.12 показаны данные перестройки сегментальных пар. Разрыв цепи и до некоторой степени кавитация и проскальзывание потенциально ухудшают способность полимерной сетки нести нагрузку. В то же время конформационные изменения, по-видпмому, являются консервативными процессами, которые видоизменяют или задерживают, но никогда не вызывают ускорения процесса разрушения. [c.19]

Последующее молекулярное описание одноосного деформирования неориентированного частично кристаллического полиэтилена характеризует пластическую деформацию волокон, образующих термопласты со сферолитной структурой. Оно может служить иллюстрацией большого разнообразия механизмов деформирования. При деформациях менее 1 % выявляют анизотропные упругие свойства кристаллов (орторомбического) полиэтилена [57] и аморфного материала [53]. При тех же самых условиях имеют место неупругие деформации СНг-групп и сегментов цепей, которые обусловливают низкотемпературные Р-, у- и б-релаксационные механизмы [10, 56]. При больших деформациях (1—5%) происходит дополнительное изменение сегментов цепи, их относительного положения и конформационные изменения (поворот связей). Подробное исследование поведения цепей в аморфных областях было выполнено Петракконе и др. [53]. В кристаллических областях под действием деформаций такого же порядка возникают дислокации и дислокационные сетки (наблюдаемые в ламеллярных кристаллах в виде муаровых узоров). В зависимости от условий внешнего нагружения и типа дислокаций их движение вызывает пластическую деформацию кристалла путем двойникования, смещения плоскостей или фазового перехода орторомбической ячейки в моноклинную. Обширный обзор деформирования полимерных монокристаллов был дан Зауэром и др. [57] и в книге Вундерлиха [3]. Детальный расчет вклада различных структурных элементов и дефектов в деформирование частично-кристаллических полимеров можно найти во многих статьях, из которых здесь приводятся только некоторые [47—62]. Хотя упомянутые выше эффекты обусловливают нелинейность зависимости напряжение—деформация, первоначально существовавшая надмолекулярная организация все еще сохраняется. Подобная деформация называется однородной. [c.41]

В любом случае необходимо учесть неупругое деформирование невытянутых цепей изменение конформационного состояния проходного сегмента под действием апряжения сильно снижает напряжение вдоль оси цепи, не влияя в то же время на М Ь1Ьо) (гл. 5, разд. 5.1.2 и 5.3). При нескольких циклах растяжения волокна большая часть наиболее вытянутых релак-сирующих конформационных состояний, полученных в течение первого цикла, сохранилась и в начале второго цикла. Этими временно стабильными конформационными изменениями под действием напряжения в значительной степени объясняются различия между первым и вторым циклами нагружения [2]. [c.249]

При попытке согласовать различные частично неудовлетворительные критерии начала роста трещины серебра с экспериментальными данными Аргон [165—167] и Кауш [11] предложили модели процесса возникновения трещины серебра, которые учитывают молекулярную структуру, жесткость цепей, конформационные изменения и межмолекулярное взаимодействие. Критерий перехода от области А к области В, предложенный Аргоном, основан на разрыве вогнутых границ раздела воздух— полимер (табл. 9.4). Кауш описал механизм образования зародыша трещины серебра, включающий три стадии [c.377]

Изменение парамагнитной активности системы и, конкретно, надосадочной жидкости и осадка можно объяснить следующими представлениями. Введение легкого алкана в нефтяную систему приводит к конформационным изменениям асфальтеновых агрегатов с образованием новых комбинаций и гсерераспределением асфальтеновых частиц различной молекулярной массы в этих комбинациях. Наивысшая степень дезагрегирования с выделением в систему максимального количества наиболее высокомолекулярных асфальтеновых фрагментов наблюдается при когн1 ентрациях легкого алкана, соответствующих максимальным значениям массы осадка. В этих же условиях в системе непрерывно изменяется сорбционная активность асфальтеновых агрегатов, которая, впрочем, приводит к их взаимодействиям. [c.130]

Свойства полимера в ориентированном состоянии определяются не только средней степенью ориентации макромолекул, но и более тонкими особенностями его строения. Наличие у полимеров сравнительно широкого распределения по длинам цепей и узлов молекулярной. сетки разной стабильности приводит к тому, что появляются качественные отличия в ориентации полимера, вытянутого при высокой и низкой температуре. Чем выше температура вытяжки, тем интенсивнее идет процесс разрушения узлов молекулярной сетки, причем в первую очередь разрушаются слабые узлы. Конфигурационные и конформационные изменения цепей при их растяжении лимитируют более стабильные, но реже расположенные узлы. Поэтому все большая доля коротких молекул выходит из напряженного состояния и оказывается в свернутом неориентированном состоянии. В этом случае ориентированными оказываются преимущественно макромолекулы с большой молекулярной массой. Степень их ориентации непрерывно растет с увеличением степени вытяжки. Они находятся как бы в растворе неориентированных молекул с низкой молекулярной массой. Поэтому два образца, ориентированные до одинаковой степени при высокой и низкей температуре, могут отличаться не только общими удлинениями, но и длинами ориентированных молекул. В первом случае образец ориентирован в основном за счет длинных молекул, во втором— за счет веек молекул, имеющихся в образце. [c.189]

В общем случае значение а — это характеристика сорбционной способности активного центра данного фермента. Если а <С 1 (как, например, в рассмотренном катализе (3-галактозидазой), то субстратная группа К, по-видимому, либо погружаетгя (переносится из воды) в органическую среду белка не полностью, либо связывание ее требует термодинамически невыгодных затрат на конформационное изменение структуры того или другого реагента. Гидрофобное ферментсубстрат-ное взаимодействие может быть термодинамически более выгодным, чем это предполагает простая экстракционная модель (где а= 1). В этом случае активный центр должен содержать локальный участок с относительно невыгодной поверхностной энергией пограничного слоя белок — растворитель например, с гидрофобными боковыми группами [c.44]

Имеются также многочисленные косвенные данные, которые согласуются с представлением, что связывание субстрата (или субстратоподобного ингибитора) на ферменте сопровождаются конформационными изменениями в белковой глобуле ([13, 70, 126, 127]). [c.157]

Какова природа псевдомономолекулярных ( внутримолекулярных ) процессов, ограничивающих (лимитирующих) общую скорость ферментативной реакции Это могут быть как физические процессы медленных конформационных изменений в бёлковой глобуле [36], так и химические стадии переноса протона (или, соответственно, электрона) между реагирующими группами [37, 38]. [c.272]

Первая стадия реакции (7.6) это диффузионно контролируемый процесс, а стадия 2 — конформационное изменение первично образовавшегося комплекса Х1. Для ряда ферментов конформационное изменение Х1 Хг (в данном случае ин-дуцирован Ное " субстратом или эффектором) — необходимое условие для проявления каталитической активности. [c.272]