Лиганды стабильность белка

Считается, что между состоянием белковых полостей существует взаимодействие. Поэтому быстрое изменение динамики поведения активного центра под действием антигена индуцирует релаксационный процесс, приводящий к аналогичным изменениям в характере флуктуаций остальных полостей IgG. Этот процесс сопровождается увеличением константы связывания лиганда, стабильности и компактности белка. Получены выражения, связывающие скорости ассоциации, диссоциации [c.36]

Оба этих механизма, вероятно, существенны для ферментативных реакций, когда стабильность комплексов в них может контролироваться трехмерной структурой белка (в известной степени справедливо противоположное утверждение, поскольку сведение лигандов из различных участков цепи в координационную сферу иона металла может играть структурирующую роль). [c.476]

Как уже неоднократно отмечалось, фундаментальным свойством белков нуклеиновых кислот является их способность узнавать определенные низкомол кулярные соединения или другие полимеры. Результатом узнавания является образование стабильных комплексов с этими лигандами. Обычно это не приводит к изменениям химической структуры биополимера и позволяет неоднократно использовать эти же молекулы биополимера, если это узнавание влечет за собой какие-либо биологические последствия. В то же время отсутствие каких- ибо химических последствий означает, как правило, отсутствие каких-либо следов пребывания биополимера в виде комплекса р соответствующим лигандом. Между тем во многих случаях желательно, чтобы такой след остался для определения области биополимера, принимавшей участие в узнавании. В некоторых случаях желательно сделать это узнавание необратимым для того, чтобы повредить биополимер с соответствующими биологическими последствиями. Обе эти проблемы решаются благодаря подходу, известному как аффинная модификация (или аффинное мечение). [c.329]

В других работах делается попытка моделирования комплекса белок-металл. Поскольку в обычных моделях поляризуемость не включается в выражении для силового поля, метод МД не позволяет правильно учесть взаимодействие металлов и их лигандов в металл-содержащих белках. Получающиеся таким путем результаты дают нестабильный белковый комплекс, что не соответствует действительности. Модификация параметров взаимодействия металл - лиганд с учетом характера молекулярных орбиталей позволила получить и описать поведение стабильного комплекса Са-фосфолипаза на временах не меньше 100 пс. [c.310]

Одна из важнейших функций белков состоит в специфическом катализе химических реакций. Лигандом в этом случае служит молекула субстрата, связывание которой ферментом - необходимая предпосылка химической реакции (рис. 3-52, Б). Ферменты способны очень сильно ускорять химические реакции - значительно сильнее, чем любые искусственные катализаторы. Столь высокую эффективность можно приписать нескольким факторам. Во-первых, ферменты увеличивают локальную концентрацию молекул субстрата в каталитическом центре и удерживают соответствующие атомы в ориентации, необходимой для последующей реакции. Но наиболее важное значение имеет тот факт, что часть энергии связывания непосредственно используется для катализа. Дело в том. что молекулы субстрата, перед тем как превратиться в продукты реакции, проходят через ряд промежуточных форм с измененной геометрией и измененным электронным распределением. Свободная энергия всех этих промежуточных форм и особенно наименее стабильных переходных состояний существенно снижена, если молекула связана с поверхностью фермента. Обычно ферменты имеют значительно большее сродство к нестабильным переходным состояниям субстратов, чем к их стабильным формам. Используя энергию связывания, ферменты помогают субстратам принять определенное переходное состояние и таким образом значительно ускоряют одну определенную реакцию. [c.158]

Аффинная хроматография может быть использована на начальном этапе очистки при условии, что выделяемый белок настолько прочно и специфически взаимодействует с лигандом, что отделение его от сопутствующих примесей достигается в одну стадию, К таким примерам относится извлечение из сыворотки крови специфических антител с помощью иммобилизованных антигенов, извлечение гормонов из солюбилизированных плазматических мембран. Аффинная хроматография особенно эффективна в качестве начального этапа в том случае, если стабильность выделяемого вещества вызывает сомнение и необходимо по возможности сократить число стадий очистки. Причиной нестабильности может быть термолабильность белко- [c.180]

При выборе лиганда учитывают различные факторы. Лиганд может быть связан с носителем непосредственно или через пространственную группу, причем оба компонента должны быть стабильны. Иммобилизованный лиганд должен связываться с исследуемым веществом достаточно прочно, чтобы обеспечить удаление примесей путем промывки сорбента соответствующим буферным раствором. В то же время связывание должно быть -достаточно обратимым, чтобы было возможно элюирование белка в мягких условиях. Выбор оптимального лиганда — наиболее сложная задача, которую удается решить лишь благодаря тщательному анализу положительных и отрицательных свойств намеченных структур. [c.184]

Как правило, иммобилизация белков на поверхности кремнезема проводится методами, широко используемыми для закрепления аминосодержащих лигандов в аффинной хроматографии (см. разд. 7.4), однако для повышения стабильности хиральных фаз данного типа используют поперечную сшивку молекул белков. В работе [299] хиральная фаза была получена простой поперечной сшивкой глутаровым альдегидом молекул БСА, адсорбированных на поверхности силикагеля, при этом особо отмечено, что отсутствие прочной ковалентной связи БСА с поверхностью носителя существенно не изменяет стабильности фазы. [c.447]

К матрице аффинного сорбента, помимо общих для всех хроматографических матриц требований (нерастворимость п гидрофильпость, жесткость, подходящая форма и размер гранул, химическая стабильность в условиях модификации и в самом хроматографическом процессе, отсутствие неспецифической адсорбцип ж др.), предъявляется требование наличия химических групп, позволяющих с помощью несложной химической реакции ковалеитио связывать с матрицей разнообразные биологические молекулы (лиганды и спейсе-ры). Наиболее удобными с этой точки зрения оказались гидроксильные группы полисахаридных матриц — агарозы и сефадексов, а также амидные группировки полиакриламидного геля. Если иметь в виду аффинную хроматографию белков или использование белко- [c.342]

Посмотрите еще раз на выражение для константы Ь, определяющей отношение между количествами белка, находящегося в конформациях А и В в отсутствие лиганда. Из уравнения (4-50) следует, что Ь может достигать больших значений (преимущественно присутствует конформер А) либо при очень малой Кь либо при /Свв<С/Саа-Так, если t—1 и Ь велико, это означает, что связь между субъединицами в Вг значительно слабее, чем в Аг, и вполне возможно, что при-гоединение X приведет к диссоциации молекулы, как это имеет место в случае гемоглобина миноговых. Если же Kt мала (это означает, что молекулы белка находятся преимущественно в конформации А за счет большей стабильности этой формы), Къв может быть значительно больше, чем Каа, если Каа при этом достаточно мала, димер Аг пол- [c.302]

Для некоторых белков образование нативной конформации зависит от присутствия специфических лигандов, часто ионов металлов или других простетических групп [94, 413]. Наличие лиганда не обязательно приводит к существенно иной конформации свернутого белка, но способствует стабилизации его нативной формы. На основании опытов по водородному обмену [415], а также с помощью кривых денатурации мочевиной [461] апомиоглобина, глобулярного белка с ДОобщ 9 ккал/моль, установлено, что этот белок должен быть на 4 ккал/моль менее стабилен, чем миоглобин. Противоположным примером является цитохром с, присутствие в котором ковалентно связанной группы гема абсолютно необходимо для стабильности белковой структуры. При удалении этой группы белок перестает быть глобулярным [462. Если удалить только ион железа, белок остается глобулярным, хотя и менее стабильным, например, к термической денатурации [463]. [c.190]

Изучение реакции Ы-замещенной изомочевины, конъюгированной сефарозой, с аминами и бычьим сывороточным альбумином [93] помогло понять расхождение между опубликованными данными о стабильности конъюгатов. Соединения, содержащие нуклеофилы, например амины или белки, расщепляют связи изомочевины согласно приведенной выше схеме. Если расщепление связей наблюдается в отсутствие таких соединений, то это происходит, вероятнее всего, благодаря освобождению адсорбированных молекул аффинного лиганда, которые были плохо отмыты. Количество освобождающегося лиганда в результате очень медленного гидролиза изомочевины обычно очень мало и не мешает нормальному процессу аффинной хрохматографии. Как показано в разд. 8.5, отщепление аффинного лиганда от специфического сорбента существенно главным образом в системах с высоким сродством или при выделении небольших количеств вещества. Шнапп и Шалитин [65] предотвращали отщепление аффинных лигандов под действием нуклеофилов после присоединения к сефарозе, активированной бромцианом, путем замены связи изомочевины более устойчивой связью гуанидина, для чего бромцианом активировали носитель, содержащий аминогруппы. [c.189]

Специфический комплекс выделяемых веществ с иммобилизованным аффинным лигандом может распадаться в результате пространственного модифицирования, напрпмер, мочевиной, солями гуанидина или хаотропными ионами. Эти реагенты разрушают водородные связи или изменяют структуру воды вблизи гидрофобных областей. При использовапии этих реагентов следует помнить, что компоненты комплекса могут быть необратимо разрушены при выделении. Однако известно, главным образом для иммобилизованных ферментов, что присоединение белков к нерастворимым носителям приводит к повышению стабильности. Подбирая концентрацию, температуру и время обработки, можно конформационные изменения адсорбционных участков ири десорбции уменьшить до минимальных то же самое относится и к обратимым конформаци-онным изменениям молекул в целом как выделяемых веществ, так и иммобилизованных аффинных лигандов. На практике следует предварительно найти минимальную концентрацию, необходимую [c.270]

Считается, что сефароза устойчива в области pH 4—9 с ней не рекомендуется работать при температурах иже 0°С или выше 40 °С. Сефароза устойчива к действию концентрированных растворов солей или мочевины. Куатреказас [14] указывает,, что на частицы агарозы существенно не влияет продолжительное воздействие 6М раствора гуанидинхлорида или 7М раствора мочевины. Поэтому агарозные аффинные сорбенты можно отмывать от белков этими денатурирующими растворами. В течение 2—3 ч при комнатной температуре на агарозу не действуют 0,1М гидроксид натрия или 1М хлорная кислота. Ни 50%-ный (по объему) водный диметилформамид, ни 50%-ный (по объему) водный этиленгликоль не меняют структуру агарозы. Эти растворители полезны при аффинной хроматографии относительно плохо растворимых в воде соединений, например тироксина и стероидов. Аффинные сорбенты на основе сефарозы можно хранить при 4° С в виде водной суспензии с до бавкой антибактериального агента. Длительность хранения определяется лишь стабильностью связанного аффинного лиганда. Однако агарозные аффинные сорбенты полностью разрушаются при высушивании или замораживании. Согласно данным Аксена и Эрнбека )[3], эти сорбенты можно лиофилизовать, если добавить к ним декстран, глюкозу и сывороточный альбумин. Химическая стабильность биогеля А такая же, как у сефарозы. [c.16]

Глобула трансферрина состоит из двух половин N и С, которые различаются наличием концевого атома азота или углерода полипептидной цепи. В свою очередь N- и С-половины разделены на два домена щелью, в которой находится атом железа в состоянии Fe ". Лигандное окружение Ре +(рис. 14.296) одинаково для N- и С-половин глобулы трансферрина. Кроме обозначенных лигандов — аминокислот, — в число лигандов входит Со (Соз ) или Н2О (ОН) . Карбоксианион связывает Fe + с белком и препятствует освобождению из щели в процессе переноса атомов железа в организме. Восстановление железа до Ре +, которое происходит в клетках, ведущих синтез железосодержащих белков, приводит к его освобождению из трансферрина. Считается, что электронная структура Ре + в транс-феррине одинакова для N- и С-половин, однако динамическое поведение может отличаться, поскольку N-половина легче связывает и освобождает атом железа и термодинамически менее стабильна, чем С-половина. Это свойство связано, вероятно, с тем, что С-половина обладает дополнительными связями в районе щели, например дисульфидным мостиком. Поэтому следует ожидать более прочной связи Ре + с белком (решеткой твердого тела) в С-половине и, как следствие, более быстрой релаксации. [c.480]

Аналогичные исследования иа олигонуклеотидах были выполнены для комплексов с этидием. Следить за образованием комплексов в этом случае можно по изменению флуоресценции и поглощения, а также спектров ЯМР. Результаты исследований методом ЯМР подтверждают, что и в растворе сахара принимают конформации С-3 -эндо (3 -> 5 ) С-2 -эндо, характерные для больщинства кристаллических комплексов с интеркаляцией лигандов. Полученные для растворов данные были неожиданными в одном отнощенин оказалось, что комплексы с UpA UpA, pG pG и UpG СрА значительно стабильнее, чем комплексы с соответствующими изомерами, имеющими обратные последовательности. Тот факт, что в смеси некомплементариых динуклеозидфосфатов практически отсутствуют комплексы с этидием, указывает на необходимость образования в комплексах двойной спирали. Было показано, что этидий предпочтительно связывается с двухцепочечными последовательностями пиримидин(3 -> 5 )пурин. Эта специфичность, однако, не является абсолютной, и полученные данные носят качественный характер Крайне важно тем не менее, что даже такая простая молекула, как этидий, способна узна вать некоторые специфические последовательности нуклеиновых кислот. Не удивитель но, что белки, взаимодействующие с ДНК, обладают несравненно более высокой специ фичностью, связываясь лишь со строго определенными последовательностями ДНК и РНК. Следует отметить, однако, что физическая природа специфичности взаимодействия этидия с нуклеиновыми кислотами еще не вполне ясна. [c.379]

Феномен молекулярного импринтинга был впервые обнаружен в 1972 г. Для его реализации в водном растворе получают ма-кромолекулярные комплексы низкомолекулярных лигандов с полимерами, которые далее высушивают и промывают растворителем, избирательно освобождающим комплексы от лиганда, но не растворяющим макромолекулы [163]. Поскольку подвижность макромолекул в твердой фазе ограничена, они сохраняют конформацию, которая была индуцирована в них соответствующим лигандом, даже после его удаления из комплекса. В итоге образуется новый класс искусственных материалов, обладающих свойствами специфических рецепторов, поскольку заключают в себе отпечаток пространственной структуры лиганда-матрицы. Такие материалы обладают высоким сродством и избирательностью по отношению к лигандам, уникальной стабильностью, значительно превышающей таковую природных биоматериалов, и их довольно просто получать в большом количестве. Они активно внедряются в практику для синтеза, разделения, идентификации и связывания матричных лигандов и их производных, а также создания биосенсоров. Лигандами же могут служить микроорганизмы, белки, нуклеиновые кислоты, аминокислоты, сахара, алкалоиды, стероидные соединения, токсины, гербициды, ароматические и гетероциклические химические соединения, ионы металлов и вещества в газообразной фазе. [c.374]

Представляет интерес сенсор [40], основанный на принципе конкуренции глюкозы и меченного флуоресцеином полидекстрана за связывание с белком конканавалином А, иммобилизованным на внутренней поверхности полой диализной трубки (гл. 32). Конструкция этого аффинного сенсора включает оптическое волокно, вставленное в диализную трубку, что позволяет непосредственно определять несвязанный меченый декстран. Преимуществом данного сенсора по сравнению с глюкозооксидазными сенсорами является то, что его сигнал определяется конкурентным равновесием между глюкозой и формирующим сигнал лигандом. Поэтому кинетика ферментативных реакций и загрязнение электрода не влияет на величину сигнала. Оптимальной избирательности и чувствительности такого сенсора можно достичь подбором соответствующих связывающего белка и конкурентного лиганда например, можно было бы использовать специфические антитела. При использовании сенсора in vivo его недостатками являются все еще ограниченная стабильность и относительно большое время отклика. [c.326]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология