Структурная функция лигандов

А. Структурная функция лигандов [c.32]

Более детальная информация по структурной химин карбоксилатов d-металлов имеется в работах Порай-Кошиц М. А., Кристаллохимия и стереохимия карбоксилатов. Стереохимическая систематика одноосновных карбоксилатов и факторы, определяющие структурную функцию карбоксильных лигандов в комплексах переходных металлов, — В кн. М., ИНТ, изд. ВИНИТИ, Кристаллохимия, 1981, т. 15, с. 3—129. См, также Порай-Кошиц М. А.— Ж. структ. хим., 1980. т. 21, № 3, с, 146—180. — Ярил(, ред. [c.265]

Структурные исследования фосфиновых соединений рассматриваемого класса интересны не только для определения структурной функции компонент, образующих молекулы, и установления общей конфигурации комплексов, но и для сопоставления длин связей металл — лиганд. Сравнительно большой объем структурных данных позволяет сделать некоторые заключения об общем интервале значений, в которых лежат расстояния Рс1—Р и Р1—Р, о зависимости этих расстояний от природы других лигандов и их взаимного расположения и даже о зависимости тех же расстояний от природы функциональных групп, присоединенных к атомам фосфора. [c.47]

Существует ряд исследований, посвященных изучению подобных зависимостей (как правило, в растворах). Однако только предсказанный для аминокислот переход от бидентатной функции лиганда к тридентатной при повышении pH среды нашел структурное подтверждение (раздел 1.2.1.2). [c.172]

В табл. 1, 2 и 3 приведены некоторые структурные результаты, характеризующие АП лигандов, относящихся к различным классам органических соединений. Наряду с характеристикой функции лиганда при хелатообразовании здесь представлены данные о составе и строении координационного узла ХС. [c.173]

Хотя взаимодействие белка с его физиологическим лигандом отличается высокой специфичностью, всегда можно подобрать вещество, природное или синтетическое, которое является структурным аналогом лиганда и тоже комплементарно центру связывания. Если такой аналог ввести в организм, то он будет соединяться с соответствующим белком вместо естественного лиганда, в результате чего функция белка окажется заблокированной. Вещества, взаимодействующие с активным центром белка и блокирующие его функцию, называют ингибиторами (чаще всего этот термин применяют по отношению к веш ествам, блокирующим функцию ферментов). Например, молекула угарного газа СО достаточно сходна с молекулой кислорода О2, чтобы присоединяться к гемоглобину. Сродство СО к гемоглобину примерно в 200 раз больше, чем сродство кислорода, и поэтому даже при низкой концентрации угарного газа в воздухе (0,1-0,3 %) значительная часть гемоглобина оказывается блокированной угарным газом и не участвует в транспорте кислорода. В результате может наступить тяжелое отравление, нередко со смертельным исходом. Следовательно, структурные аналоги естественных лигандов могут быть ядами. [c.52]

В природе с белками связано относительно небольшое число металлов. Если рассматривать также ферменты, активируемые металлами, то к этому списку элементов следует добавить лишь натрий, калий и магний. Биологическая роль иона металла в белке характеризуется высокой специфичностью. И тем не менее в зависимости от типа белка один и тот же ион металла осуществляет различные функции разнообразие выполняемых функций является, очевидно, следствием ограничений, накладываемых белковым окружением. В связи с этим биологическая специфичность функций металла имеет, по-видимому,- стереохимическую природу. Основная тема обзора — значение структурных и стереохимических данных и сведений о строении координационных центров металл —лиганд для выяснения функциональной роли металлов в ферментативных процессах — не требует, таким образом, дополнительного обоснования. [c.16]

Поскольку химические и структурные свойства белков, координирующих ионы металла, изучены в значительной мере на основе сравнительных данных по замещению ионов металлов, оценка этих результатов с точки зрения трехмерной структуры нативного белка может привести к важным корреляциям между структурой и функцией. Изменение биологической активности при замещении иона металла может происходить по многим причинам. При определении причин изменения биологической активности необходимо учитывать изменения, обусловленные как геометрией координации, так и химической природой иона металла и самих лигандов. Поскольку изменение ферментативной активности может происходить по многим причинам, в равной мере важно объяснить как увеличение активности, так и утрату ее при замещении иона металла. [c.31]

В этом обзоре мы подчеркнули большую роль точных стереохимических данных для определения структурных основ функции и реакционной способности иона металла в белках и ферментах. Была обсуждена разрешающая способность рентгеноструктурного анализа белков и указаны пределы точности, достигнутые к настоящему времени при изучении структуры белков, в сравнении с результатами рентгеноструктурного анализа малых молекул. Обсуждены возможные пути уточнения стереохимических деталей структуры белков, особенно в области координационного центра металл — лиганды. [c.123]

В результате структурных исследований было установлено, что тиоцианатные группы могут присоединяться к центральному атому атомом азота или атомом серы, часто имеют мостиковую функцию, а иногда играют роль внешнесферных ионов. Структурные исследования показали также, что введение в комплекс линейного асимметричного структурного элемента, каким является группа 5СЫ, как правило, ме меняет координацию, характерную для того или иного центрального атома, но существенно влияет на характер связи металл—лиганд. [c.168]

В разработанном в нашей лаборатории методе изучения структурной перестройки, при которой связи всех лигандов лабильны, процесс произвольно разделен на обмен функциональностями между структурными единицами, как показывают уравнения (1) и (2), и на классификацию полученных комбинаций структурных единиц в молекулы таким образом, чтобы получить окончательное распределение молекул или молекулярных ионов различных размеров и форм. Очевидно, эти два процесса являются просто частями одного процесса, причем один из них не всегда предшествует или следует за другим. Обмен функциональностями между структурными единицами обработан на основе химических констант равновесия, а распределение этих единиц в молекулы — на основе функций распределения. Однако для молекул с нормальными цепями процесс классификации структурных единиц может быть выражен для реакции повторного распределения уравнением [c.35]

Белки фактически являются единственным классом соединений, химические свойства которых нельзя непосредственно соотнести с химическим строением молекул. Их поведение и исключительная роль в процессах жизнедеятельности определяются особой, только им присущей молекулярной структурной организацией. За единичными исключениями лишь белковые цепи способны самопроизвольно свертываться в строго детерминированные структуры, геометрия и конформационная динамика которых обусловлены аминокислотной последовательностью. Белки несопоставимы по своему функциональному разнообразию с действиями какого-либо другого класса молекул живой и неживой природы. В то же время, при функциональной универсальности природных аминокислотных последовательностей свойства каждого отдельного белка уникальны в отношении физиологической функции, механизма ее реализации, зависимости от внешних условий, природы лиганда и растворителя. Очевидно, поэтому назначение генетического аппарата любого организма сведено к хранению информации только о белках и их синтезе, а биосистемы всех уровней, включая молекулярный, можно считать "произведениями" белков. Последние не только синтезируют почти все соединения живой природы, но и способствуют приданию им пространственной формы, необходимой для протекания процессов жизнедеятельности. [c.108]

Таким образом, избирательное связывание лигандов рецепторными белками осуществляется теми частями их молекул, которые расположены вне клетки. Формирование комплекса лиганд— рецептор запускает цепь биологических реакции, важнейшая роль в которых принадлежит внутриклеточному участку молекулы рецепторного белка. Однако лишь совокупное участие всех структурных элементов молекулы рецептора обеспечивает при участии лиганда реализацию присущих ему функций (эффек-торные функции). [c.6]

В табл. 3 представлено около 15 мономерных соединений МА2Х2 с монодентатными фосфиновыми лигандами, 5 двуядерных комплексов М2А2Х4 с такими же лигандами, ряд соединений с бидентатными лигандами, -содержащими атомы фосфора, и несколько соединений состава М(Р Кз)зХ2. Результаты исследований представляют интерес с трех точек зрения 1) для выяснения структурной функции лигандов в соединении, 2) для выявления особенностей конформаций комплексов и специфических межмолекулярных взаимодействий, [c.32]

Апобелки выполняют не только структурную функцию, но и обеспечивают активное участие комплексов ЛП в транспорте липидов в токе крови от мест их синтеза к клеткам периферических тканей, а также обратный транспорт холестерина в печень для дальнейших метаболических превращений. Апобелки выполняют функцию лигандов во взаимодействии ЛП со специфическими рецепторами на клеточных мембранах, регулируя тем самым гомеостаз холестерина в клетках и в организме в целом. Не меньшее значение имеет также регуляция апобелками активности ряда основных ферментов липидного обмена лецитин-холестеролацилтрансферазы, липопротеинлипазы, печеночной триглицеридлипазы. Структура и концентрация в плазме крови каждого апобелка находится под генетическим контролем, в то время как содержание липидов в большей степени подвержено влиянию диетических и других факторов. [c.576]

В большинстве исследованных соединений типа МА2Х2 структурная функция участвующих ацидных и нейтральных групп была очевидной априори, и анализ строения кристаллов в этом отношении не дал чего-либо нового. Иначе обстояло дело в соединениях, где лиганды могли выполнять фун кции бидентатных лигандов. Здесь исследование позволило установить (или подтвердить) существенные особенности в способе [c.32]

Систематические структурные исследования соединений Р11У р 1У составов МАД , МАДз , М(АА)Х4 и М(АА)Хг не проводились. В нескольких опубликованных работах решались частные стереохимические вопросы, связанные с необходимостью установлеш1я структурной функции отдельных лигандов. [c.75]

Среди многочисленных компонентов биосистем молекулярного уровня исключительная роль в процессах жизнедеятельности, бесспорно, принадлежит белкам. Активно участвуя практически во всех протекающих в клетках и организме процессах, они наделены поистине универсальными биофизическими и биохимическими свойствами. Белки обладают способностью к взаимному превращению всех необходимых для жизни видов энергии тепловой, механической, химической, электрической и световой. Кроме того, они входят в состав соединительных и костных тканей, кожи, волос и других структурных элементов всех уровней живого организма, выполняя динамическую опорную функцию и обеспечивая нежесткую взаимосвязь органов, их механическую целостность и защиту. Нет смысла перечислять все функции белков, спектр их действия огромен. Отметим лишь, что по разнообразию своих физических и химических проявлений белки несопоставимы с возможностями любого другого класса соединений живой и неживой природы. Они "умеют" делать все, и именно поэтому назначение генетического аппарата любого живого организма сведено к хранению информации только о белках и к их синтезу. Биосистемы всех уровней, в том числе и молекулярного, можно считать "произведениями" белков. При функциональной универсальности природных аминокислотных последовательностей деятельность каждого отдельного представителя этого класса уникальна в отношении функции, механизма действия, природы лиганда и внешней среды. И, наконец, белки проявляют высочайшую активность в физиологических, мягких условиях и не образуют при своем функционировании побочных продуктов. [c.50]

Большое количество полученных в последние годы экспериментальных данных свидетельствует в пользу гетерогенности рецепторов АТ II, и в дальнейшем изложении будем исходить именно из этого предположения [379-382]. Полифункциональность АТ II и гетерогенность его рецепторов можно связать с молекулярной структурной организацией гормона, изученной теоретически. Его предрасположенность к реализации ряда функций проявляется в существовании в нативных условиях нескольких близких по энергии и легко переходящих друг в друга пространственных форм. Высокая эффективность и строгая избирательность взаимодействий АТ II с различными рецепторами связаны с тем, что каждая его функция реализуется посредством актуальной только для данного рецептора конформации из состава самых предпочтительных структур свободной молекулы. Таким образом, поиск структурно-функциональной организации АТ II сводится к выяснению для каждой биологической активности пептида актуальной конформации. Для решения задачи в условиях отсутствия необходимых данных о потенциальных поверхностях мест связывания требуется использование дополнительной информации. В качестве такой информации, как правило, привлекаются данные по биологической активности синтетических аналогов природных пептидов. Однако при формировании серии аналогов без предварительного изучения конформационных возможностей как природного пептида, так и его искусственных аналогов в ходе исследования по существу случайным образом ищется прямая зависимость между отдельными остатками аминокислотной последовательности гормона и его функциями. Поскольку стимулированные гормоном аллостери-ческие эффекты возникают в результате не точечных, а множественных контактов между комплементарными друг другу потенциальными поверхностями лиганда и рецептора (иначе отсутствовала бы избирательность гормональных действий), нарушение функции при замене даже одного остатка может быть следствием ряда причин. К ним относятся исчезновение нужной функциональной группы, потеря необходимых динамических свойств актуальной конформации, запрещение последней из-за возникающих при замене остатков стерических напряжений, смещение конформационного равновесия из-за изменившихся условий взаимодействия с окружением и т.д. Следовательно, случайная замена отдельных остатков не приводит к решению задачи структурно-функциональной организации гормонов. Об этом свидетельствует отсутствие в течение нескольких десятков лет заметного прогресса в ведущихся с привлечением множества синтетических аналогов исследованиях зависимости между структурой и функцией АТ II, энкефалинов и эндорфинов, брадикининпотенцирующих пептидов, а также ряда других. Отсюда следует неизбежный вывод о необходимости привлечения к изучению структурно-функциональных отношений у пептидных гормонов специального подхода, который позволил бы отойти от метода проб и ошибок и при поиске синтетических аналогов делать сознательный выбор для их синтеза и биологических испытаний. [c.567]

В ряде случаев белки проявляют свою активность при наличии в их составе определенных компонентов, связанных с белковой молекулой. Это можно продемонстрировать на примере уже упоминавшегося тема. Известно большое число комплексов белков с гемом и некоторыми его структурными аналогами, которые объединяются под общим названием гемопротеиды. Центральный атом железа в геме способен образовывать шесть связей. Четыре из них расположены в плоскости гема и соединяют атом железа с четырьмя атомами азота плоской структуры порфиринового кольца, а пятая и шестая находятся перпен.. икулярно по обе стороны плоскости порфиринового цикла и могут давать дополнительные связи с определенными лигандами. Атом железа в геме может менять степень окисления и быть либо в ферроформе Ге , либо в ферриформе и таким образом играть роль переносчика электронов и участвовать в окислительно-восстановительных процессах. Атом кислорода, принимая участие в процессе окисления, может изменить степень окисления железа до Ге (IV) или Ге(У). Если гем связан в комплекс со специфичным белком, это приводит к резкому усилению одной из выполняемых гемом функции. Например, образование комплекса с белком глобином (ге-моглобин) усиливает координирующую способность гема, в особенности способность координировать молекулу О2. Гемоглобин обратимо связывает кислород, который выступает в качестве одного из лигандов, и таким образом служит переносчиком кислорода в многоклеточных организмах. У высших позвоночных гемоглобин находится в специальных красных кровяных клетках (эритроцитах), которые сорбируют кислород в легких и доставляют его ко всем органам и тканям с током крови. [c.16]

Однако для большого числа, а возможно, и для большинства функционально активных белков и нуклеиновых кислот могут проис.чодить и глубокие изменения конформации, приводящие к новой структуре с резко отличающимися от ис.чод-ной свойствами, в том числе способностью выполнять определенные биологические функции. Такие изменения могут существенно повлиять на взаимное расположение групп, участвующих в узнавании специфического лиганда, либо усиливая, либо ослабляя взаимодействие с этим лигандом. Одним из таких изменений является денатурация биополимера, что, как правило, приводит к полностью неактивным молекулам, причем нередко это Изменение оказывается необратимым. Однако это может быть и пере.чод в новую определенную структуру, достаточно резко отличающуюся от исходной, но имеющую свой структурный облик, подвер- [c.114]

На основе рентгеноструктурного анализа с высоким разрешением проведено сравнение стереохимических свойств трех типов взаимодействий металл—белок. Для установления структурных и электронных факторов, ответственных за регуляцию активности иона металла, рассмотрены координационные центры металл — лиганд в белках и прослежена связь между молекулярной структурой, стереохимией и электронной структурой и биологической ролью функции иона металла. Гидро( бное взаимодействие порфиринового кольца гемоглобина и миоглобина рассмотрено по данным измерений магнитной восприимчивости, спектроскопии парамагнитного резонанса и исследования поляризационных спектров поглощения монокристаллов. С точки зрения электронной конфигурации (1-орбиталей и геометрии координации обсуждается взаимодействие замещенных ионов металлов в карбоксипептидазе А с карбонильной группой субстратов при гидролизе пептидов. Предполагается, что спектральные изменения, зависящие от pH и наблюдаемые в спектре электронного поглощения, замещенного иона Со(П), каталитически активного в карбоангидразе, обусловлены образованием упорядоченной структуры растворителя вблизи иона Со(И), Корреляция между молекулярной структурой, определенной методами рентгеноструктурного анализа, и электронной структурой координационного центра металл — лиганды, оцененной из спектроскопических данных, указывает на происхождение структурной регуляции реакционной способности иона металла в белках и ферментах. [c.123]

I. Первую образуют соединения МезР1(АХ), содержащие хелатный лиганд АХ. Для образования обычной для октаэдрической координации вещество димеризуется, причем мостиковую функцию выполняет наиболее электроотрицательный атом хелатного лиганда. Структурную формулу можно, следовательно, написать в виде Меэ Р1(АХ)2 Р1Мез- [c.79]

Было найдено, что небольшие изменения в стерических и электронных эффектах лигандов сильно влияют на строение и реакционную способность лабильных, каталитически активных металлоорганических комплексов. По мере улучшения понимания природы этих соединений предпринимались попытки синтеза комплексов с такой именно структурой, которая наиболее полно отвечала бы требованиям данной реакции. В процессе такой "структурной настройки" активные металлоком-плексы становились все более похожими на металлоферменты (рис. 1а). С этой точки зрения металлоферменты могут рассматриваться как природные "настроенные" комплексы металлов. То же справедливо и для ферментов, не содержащих металла, поскольку синтетические органические катализаторы (например, циклодекстрины или мицеллы) по своей структуре и функциям очень напоминают активные центры ферментов. [c.11]

В соответствии с достаточно четкой натриевой функцией, проявляемой исследуемыми мембранами в растворах Na l, ионы Na оказываются основными переносчиками электричества в мембране. Снижение ростом концентрации лигавда не согласуется с результатами, полученными для мембран с другими комплексонами [6], и является несколько неожиданным. На наш взгляд, оно может быть вызвано какими-то структурными нарушениями, обусловленными высоким содержанием комплексона (растворимость использованного натриевого лиганда в 40 раз выше, чем валиномицина, применявшегося в работе [6]). [c.102]

Биологическая роль клеточных рецепторов не ограничена их способностью избирательно связывать те илн иные лиганды. Помимо этой функции, которую можно обозначить как афферентную, рецепторные белки могут обладать рядом других функций, реализация которых зависит от строения участков их молекул, погруженных в цитоплазму и, следовательно, в известной степени изолированных от лигандсвязывающих участков в структурном отношении. Как будет обсуждаться ниже, рецепторР1ые белки могут обладать, в частности, ферментативными свойствами. Для некоторых из них установлена способность взаимодействовать с ДНК, белками хроматина. В тех случаях, когда собственно рецепторный белок лишен ферментативной активности, он может приобрести ее за счет формирования комплексов с мембраносвязанными ферментами. [c.28]

Смотреть страницы где упоминается термин Структурная функция лигандов: [c.121] [c.211] [c.212] [c.37] [c.58] [c.36] [c.183] [c.254] [c.339] [c.424] [c.62] [c.424] [c.370] [c.42] [c.262] [c.198] [c.492] [c.339] [c.123] [c.71] [c.38]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология