Стерическое соответствие

Итак, информация для аминокислотной последовательности белков закодирована в виде нуклеотидной последовательности соответствующих матричных РНК. Триплетный кодон матрицы должен однозначно детерминировать определенную аминокислоту. Между тем, явного стерического соответствия структур аминокислот и соответствующих им кодонов не наблюдается, т. е. кодоны вроде бы никак не могут служить прямыми матричными поверхностями для аминокислот. Отсюда в 1955 г. Ф. Крик предложил свою адапторную гипотезу , где он постулировал существование специальных малых адапторных РНК и специальных ферментов, ковалентно присоединяющих аминокислотные остатки к этим РНК. Согласно гипотезе, каждой аминокислоте соответствует свой вид адапторной РНК и свой фермент, присоединяющий только данную аминокислоту к данному адаптеру. С другой стороны, адапторная РНК имеет нуклеотидный триплет (впоследствии названный антикодоном), комплементарный соответствующему кодону матричной РНК Таким образом, узнавание кодона аминокислотой не является непосредственным, а осуществляется через систему адапторная РНК — фермент специфический фермент узнает одновременно аминокислоту и определенную адапторную молекулу, так что они оказываются соединенными в свою очередь, адаптер (с навешенной аминокислотой) узнает определенный кодон матричной РНК, так что присоединенная аминокислота становится приписанной именно данному кодону. В дополнение к решению проблемы узнавания, предложенный механизм предполагал также энергетическое обеспечение полимеризации аминокислот за счет химических связей, образованных между аминокислотными остатками и адапторными молекулами. [c.28]

Рис. 5-5. Стерическое соответствие между структурой энантиомеров аланина и абсолютной конфигурацией Ь- и П-глицеральдегида.

Таким образом, взаимодействия криптанда [222] с рассмотренными аминокислотами имеют различный характер, который определяется особенностями структуры, гидратационных свойств и стерического соответствия взаимодействующих молекул. Указанные факторы определяют способность макроциклического лиганда к молекулярному узнаванию аминокислот в воде. [c.223]

Перелом определился после того, как к исследованиям ферментов приступил Э.Фишер (40, 41). Он начал в 1894 г. цикл работ, легших в основу представлений о специфичности ферментативного действия. Это открытие, логически вытекавшее из определений Фишера структуры сахаров и пептидов, было чрезвычайно важно по своим последствиям. Оно сделало возможным изучение пределов действия ферментов в определенных, задаваемых экспериментатором условиях, а также впервые внесло определенность в характеристику отдельных, катализируемых ферментами реакций и самих ферментных систем. Знаменитое положение Фишера, что фермент подходит к субстрату, как ключ к замку, легло в основу развития представлений о тесном стерическом соответствии между ферментом и субстратом. [c.176]

Другими ионами кальций в этой системе заменить нельзя. Ионы ртути, цинка, кадмия связываются в областях фиксации кальция и вызывают ингибирование ферментной активности этот эффект исчезает при добавлении в смесь ионов кальция. При замещении иона кальция на ион стронция сохраняется активность по отношению к гидролизу ДНК, но замещение ионом бария ведет к полной инактивации, как считают, вследствие геометрических искажений центра связывания кальция, которые передаются и на область связывания нуклеотида. Стерическое соответствие фермент — субстрат при этом утрачивается и активность резко падает. Эти примеры говорят о большом значении геометрической структуры, создаваемой и поддерживаемой ионом в системе фермент—ион—субстрат для правильного протекания ферментативной реакции. [c.364]

Расстояние между атомами кислорода экваториальных ОН-групп составляет 0,485 нм, и оно практически точно соответствует положению второго максимума радиальной функции распределения жидкой воды (-0,49 нм). Такое стерическое соответствие и позволило прийти к заключению, что молекулы многих сахаридов, имеющих достаточное число еОН-групп, могут точно размещаться в квазикристаллической водной матрице. При этом водородные связи вода-вода замещаются связями сахарид-вода. В дополнение к этому необходимо привести чрезвычайно интересный факт, заключающийся в том, что критическое расстояние кислород-кислород -0,49 нм является характерным для большинства биологических молекул [29]. Стерическая комплементарность молекул углеводов (и молекул других биологически важных веществ) и трехмерной упорядоченности жидкой воды, по-видимому, дает возможность этому растворителю играть столь важную роль в жизненно важных процессах. [c.78]

До сих пор мы рассматривали реакции между химически комплементарными макромолекулами, протекающие в разбавленных водных или водно-органических растворах и приводящие к возникновению ионных или водородных связей между звеньями полимеров. Несомненный интерес представляет изучение химических реакций между макромолекулами, приводящих к образованию ковалентных связей, характеризующихся фиксированными значениями длин и углов связей. Поэтому одним из основных требований, предъявляемых к полимерным реагентам в таких реакциях, является исключительно высокое стерическое соответствие химически комплементарных макромолекул. Такие реакции трудно осуществить в растворах, и в литературе практически отсутствуют сколько-нибудь подробные сведения относительно таких реакций. [c.248]

Таким образом, из приведенных данных можно сделать вывод, что реакции между полиэлектролитами сопровождаются существенными конформационными эффектами и что в комплексах одного и того же полиэлектролита с различными противоположно заряженными макромолекулами могут стабилизироваться разные конформационные состояния. Это свидетельствует о важной роли стерического соответствия в реакциях между полиэлектролитами. [c.28]

В целях решения вопроса об относительном значении индукционного влияния и стерического соответствия молекулы катионсодержащего ингибитора структуре активного центра фермента нами было предпринято более подробное кинетическое исследование ингибирования холинэстераз [169]. [c.222]

Таким образом, в фермент-субстратном комплексе происходит пространственная деформация и возникает напряжение определенных валентных связей как в молекуле субстрата, так и в активном центре белка изменяются распределения электронных плотностей и, соответственно, происходит поляризация некоторых связей. Эти эффекты возникают именно по причине неполного стерического соответствия между контактирующими группами активного центра и молекулы субстрата помогают этому внешние воздействия, влияющие на комплекс совместно (кооперативно). Деформация и поляризация основных ковалентных связей приводит к тому, что барьер активации в переходном состоянии преодолевается гораздо легче. Наличие разнообразных флуктуаций в электронной и пространственной конфигурациях ферментного белка увеличивает вероятность формирования активированного комплекса, а это соответствует возрастанию абсолютной скорости происходящей реакции. [c.81]

КОМПЛЕКСЫ м мн. 1. Сложные частицы, являющиеся промежуточными продуктами химических процессов. 2. см. комплексные СОЕДИНЕНИЯ. клешневидные К. см. внутрикомп.чексные СОЕДИНЕНИЯ. КОМПЛЕМЕНТАрность ж. Стерическое соответствие друг другу взаимодействующих молекул (фермента и субстрата, антигена и антитела, гетероцикличбских оснований в двойных спиралях нуклеиновых кислот и др.). КОМПОЗИТЫ м. ин. см. композиционные МАТЕРИАЛЫ. КОМПОНЁНТ м. Составная часть системы, включающая одно простое или сложное вещество. [c.201]

Существенно при создании противоопухолевого препарата не нарушить стерического соответствия метаболиту опухолевой клетки или продукту его взаимодействия с компонентом опухолевой клетки. [c.502]

Другие условия создаются в результате взаимодействия различных соединений с активным центром фермента. Здесь можно различить две группы соединений. Во-первых, соединения, которые специфически взаимодействуют с активным центром фермента в силу стерического соответствия. Сюда относятся участники ферментной реакции субстраты, коферменты, промежуточные акцепторы и доноры, а также соединения, которые конкурируют с участниками реакции в силу стерического сходства с ними за активный центр фермента. Во-вторых, соединения, которые специфически взаимодействуют с ферментом, но не участвуют химически в катализируемой ферментом реакции и не имеют стерического сходства с ее участниками. Ко второй группе относятся конечные продукты действия ряда ферментных систем, и их взаимодействие с ферментами обозначается как аллостерическое. [c.240]

Весь этот сложный процесс протекает чрезвычайно быстро в течение нескольких миллисекунд. Непременным условием хода реакции является строгое полярное и стерическое соответствие медиатора и фермента. [c.140]

Характер и степень связывания молекул вещества сорбентом сильно зависят от взаимодействия вещества с элюентом. В этом взаимодействии участвуют те же силы динольного и дисперсионного характера, а также водородные связи и электростатические силы. Совокупность всех взаимодействий обусловливает степень растворимости вещества в элюенте. Склонность к адсорбции и растворимость вещества выступают как конкурирующие характеристики, соотношением которых можно управлять путем изменения состава элюента. Изменение силы и характера адсорбции вещества при этом может происходить как за счет изменения физических параметров его молекул (заряда, конформации), так и за счет изменения эффективности конкуренции молекул элюента за центры сорбции, а также в результате того, что под действием элюента могут изменяться и сорбционные свойства самого сорбента. Особо надо отметить воздействие на фактор стерического соответствия молекул вещества и сорбента, т. е. возможности совпадения расстояний между способными взаимодействовать атомами и химическими группами на поверхностях обоих партнеров, когда контакт между ними оказывается неодноточечным. Этот фактор может придавать адсорбционной хроматографии особенно высокую степень избирательности. [c.222]

Поскольку, как указано выше, аффинная сорбция на триази-нолых красителях обусловлена не каким-либо специальным сродством, а лишь стерическим соответствием конфигурации молекулы красителя строению и пространственной ориентации активного центра фермента, в каждом случае имеет смысл поискать такой краситель, у которого это соответствие окажется наилучшим. [c.421]

L-Фенилаланин относится к классу ароматических аминокислот, что позволяет говорить о значительном вкладе от эндотермического процесса дегидратации объемной гидрофобной боковой группы АК в величину при отсутствии стерического соответствия между взаимодействующими молекулами. Энтальпийный коэффициент взаимодействия L-Phe с криптандом [222] имеет большое положительное значение, что можно объяснить следующим. Во-первых, это эффект дегидратации. Кроме того, так как точка, соответствующая L-Phe не [c.221]

Как видно из данных табл. 4.21, ассоциация обнаружена для взаимодействия цитозина и аденина только с L-Asp, хотя описанный механизм ассоциации не исключен и для L-Glu, L-Asn и L-Gln. Вероятно, ассоциации в данных системах препятствует электростатическое взаимодействие близко расположенных NH3 - и СОО"-групп аминокислот. В случае аспарагиновой кислоты это взаимодействие является наименее выраженным, так как данная АК имеет короткую боковую цепь, карбоксилатиая группа которой максимально жестко связывает NH3-группу. В отличие от L-Asp, L-Glu имеет две Hj-rpynnbi в боковой цепи, что придает последней подвижность и ослабляет ее взаимодействие с основной цепью. В молекулах L-Asn и L-Gln вообще нет карбоксилатных групп в боковой цепи. Таким образом, можно сделать вывод, что склонность к ассоциации за счет кислотно-основного взаимодействия между карбоксилатной цвиттерионной группой аминокислот и атомами азота аденина и цитозина уменьшается в ряду L-Asp > L-Glu > L-Asn > L-Gln. Столь различные значения величин для Ura с одной стороны, для yt, Thy и Ade - с другой, и сделанные выше заключения позволяют предполагать, что в данных системах возможность ассоциации определяется стерическим соответствием атомов, способных к взаимодействию. [c.240]

Давайте пойдем в выяснении причин хирального распознавания немного дальше и зададим вопрос, возможно ли оно на основе только стерического соответствия Другими словами, могут ли быть созданы хиральные пустоты, допускающие преимущественное вхождение в них только одного из двух энантиомеров И хотя до сих пор еше не было создано никаких хиральных неподвижных фаз (ХНФ), действие которых было бы основано главным образом на эффекте стерического исключения из хиральных пустот (см. разд. 7.1.3), несколько недавно появившихся работ по использованию метода молекулярных отпечатков представляются весьма интересными в этом плане [2]. Идея состоит в том, чтобы создать жесткую хиральную полость в полимерной сетке таким образом, чтобы она была приемлемым окружением только для одного из двух энантиомеров. Другими типами ХНФ, в которых стерическое соответствие имеет первостепенное значение, являются фазы, действие которых основано на эффекте включения к числу таковых относятся, например, циклодекстриновые фазы и фазы, содержащие краун-эфиры. Эти фазы рассматриваются в гл. 7. [c.74]

Изменение энтропии химической реакции связано с вероятностью образования переходного состояния, т. е. со стерическим соответствием реакционных цетров взаимодействующих реагентов и определяется возрастанием беспорядка растет) или порядка (А5 уменьшается) в контуре (мгновенной структуре) переходного состояния и его ближайшего окруже- [c.197]

Монкрифф (1951) предположил, что рецепция запаха основана на стерическом соответствии между структурой молекулы пахучего вещества и структурой некоторой полости в рецепторной клетке. Исходя из этой идеи, Эймур (1962) установил семь первичных запахов, а именно (в скобках пример вещества) [c.356]

Ферменты природного происхождения, являясь катализаторами биохимических реакций, отличаются от обычных химических катализаторов высокой специфичностью, в силу которой действуют строго на одно вещество (субстрат) или очень небольшое число близких по химической структуре веществ. Данная особенность обеспечивается уникальной структурой активных центров ферментов, определяющих эффективность связывания только со своим субстратом и исключающих связывание других веществ. Классическим постулатом энзимологии является стерическое соответствие структуры молекулы субстрата структуре активного центра фермента, то есть каждый фермент подходит к субстрату, как ключ к отпираемому замку. В то же время степень специфичности ферментов варьирует. Принято различать абсолютную, абсолютную групповую, относительную групповую и оптическую виды специфичности. Абсолютная предусматривает только сродство к одному субстрату, не взаимодействуя даже с родственными по структуре субстратами. Примером может служить фермент уреаза (карбамидаминогидролаза), катализирующая гидролиз мочевины. Этот фермент был выделен в ГНЦЛС из семян столовых арбузов доказана его специфичность, изучены основные биохимические свойства [18, 19]. [c.163]

Исследование металлокарбоангидраз химическими и кристаллографическими методами указывает на важность тонкого стерического соответствия при взаимодействии упорядоченных молекул растворителя с молекулой субстрата. Из сравнения активностей Со(П)- и 2п(11)-содержащих ферментов (табл. И) следует, что каталитическое действие сложным образом зависит от природы связи металл—кислород, образуемой в области активного центра. Согласно предположению Оргела [267] и Дженкса [268], роль иона металла в белке заключается в увеличении кислотности связанной молекулы воды. В рамках механизма каталитической реакции 2п-(И)-фермента [249, 259] за-счет более сильной поляризации связи ОН координированной воды (как показано на рис. 24) следовало ожидать большего каталитического эффекта при координации карбоангидразы с Со(П), чем с 2п(П). Сильное влияние незначительных стерических искажений на упорядоченную структуру молекул растворителя в области активного центра карбоангидразы подчеркивает важность тонкого стерического соответствия, которое должно выполняться при катализе гидратации— дегидратации СОг. [c.107]

Молекула ДНК представляет собой комплекс из двух полимерных цепочек, связанных между собой межмолекулярными силами (рис. 4.2). Каждая цепочка в комплексе образует правую спираль (точнее, винтовую линию) и состоит из сахаро-фосфатного хребта с присоединенными к нему азотистыми основаниями четырех сортов — аденина (А), гуанина (Г), тимина (Т) и цитозина (Ц). Повторяющийся элемент цепочки (азотистое основание + сахар + фосфат) называется нуклеотидом. Таким образом, ДНК состоит из двух закрученных относительно друг друга полинуклеотид-ных цепочек. Существенно, что если связи между нуклеотидами внутри каждой цепочки являются жесткими, ковалентными и имеют энергию около 60 ккал/моль (3 эВ), то связи между полинуклеотидными цепочками по крайней мере на порядок слабее. Существует строгое правило компле-ментарности (соответствия) этих цепочек. Именно, всегда против аденина находится ТИМИН, а против гуанина цитозин. Комплементарность определяется стерическим соответствием оснований. При этом комплементарные пары оснований стабилизированы водородными связями (изображенными на рис. 4.3 пунктиром), электростатическими и ван-дер-ваальсовыми силами. Существенное значение для стабильности ДНК имеет взаимодействие между соседними парами оснований в двойной спирали. Параметры структуры ДНК следующие диаметр молекулы 20 А, расстояние между соседними парами оснований 3,4 А на виток спирали приходится 10 пар оснований, так что соседние пары повернуты относительно друг друга на угол [c.71]

Особенно интересно сравнить влияние ионов 5г(И) и Ва(П) на нуклеазу стафилококка. Подобно Са(П), для обоих катионов предпочтительны кубические структуры и донорный атом кислорода в качестве лиганда [290]. Данные рентгеноструктурного анализа [33] фермента, ингибированного Ва(П), показывают, что ион Ва(П) смещен на 75 пм относительно центра, занимаемого Са(П). Вероятно, ион 8г(П) смещен от центра связывания Са(П) несколько меньше, поскольку 5г(П) имеет меньший ионный радиус (табл. 3). Эти результаты показывают, что стереохимические требования к координации катиона металла при гидролизе РНК должны несколько отличаться от требований при гидролизе ДНК, поскольку 5г(И) катализирует гидролиз ДНК, но не РНК. Структурные причины уменьшения гидролитической активности по отношению к ДНК в присутствии 8г(И) и исчезновение активности в присутствии Ва(П) нельзя объяснить только на основе кристаллографических данных. Вероятно, геометрические искажения центра связывания Са(П), обусловленные изменением ионного радиуса, передаются области связывания нуклеотида. Эти эффекты могут ухудшать стерическое соответствие субстрата активному центру, что приводит к уменьшению ферментативной активности. Кроме того, необходимо учитывать влияние увеличения ионного радиуса на возможную каталитическую роль молекулы воды, образующую мостик между ионом металла и атомом фосфора в 5 -положении рибозила. [c.120]

По представлению Лермана [21], [22], основанному на результатах физико-химических исследований, мономерность АО обусловлена интеркаллярной посадкой — его плоские молекулы по принципу стерического соответствия вклиниваются в промежутки между двумя парами нуклеотидов. В результате образуется комплекс АО-ДНК, у которого молярное отношение флуорохрома к фосфору НК, т. е. АО Р, равно 1 6 [24] или 1 8 [1]. [c.178]

Зависимость изменения устойчивости комплексов 2,6-пиридин-дикарбоновой и иминодиуксусной кислот от иоипого радиуса катионов представлена на рис. 34. Наибольшая стабилизация наблюдается для щелочноземельных металлов, а не для переходных, где можно было бы ожидать образования л -связей. На этом основании [13] стабилизация комплексов связывается с большим стерическим соответствием пиридиновых производных ионам щелочноземельных металлов. [c.134]

Функциональное замещение или антиметабо-лический эффект возможны в том случае, если между замещаемым и замещающим элементом имеется химическое и стерическое соответствие будет ли конечное соединение активным,— зависит от степени этого соответствия. Итак, возможны три случая 1) элемент может быть замещен другим химически близким элементом без утраты активности 2) элемент не может [c.258]

Проблема различий в реакционоспособностп оказывается более тонкой, чем проблема сорбции субстрата на ферменте, которую пытались толковать с помощью идеи стерического соответствия, или принципа ключа и замка. Масса деталей ферментативного [c.173]

На наш взгляд, задержку митоза, так же как и торможение синтеза ДНК, можно объяснить конфигурационными изменениями ее вторичной и третичной структур, которые происходят в результате повреждений в ее первичной структуре. Конфигурационный переход ДНК может создавать препятствие в таком биологическом процессе, как формирование хромосом в Ог-пе-риод. Действие молекулярного усилителя первичных повреждений ДНК в этом важном процессе можно представить следующим образом. Для образования хромосомной субъединицы — нуклеогистона — требуется стерическое соответствие между спиралью ДНК и аргининовым и лизиновым гистонами. Аргинино-вый гистон находится в частично спирализованной а-форме, в точности соответствующей параметрам большого желоба спирали ДНК в В-форме, в котором он и укладывается. Переход спирали ДНК из В-формы в А-форму нарушает это соответствие. Поэтому процесс протеинизации ДНК может выключиться. Косвенным указанием на возможность этого механизма может служить факт ухода гистона из ядра клетки сразу после облучения. [c.41]

Соединения, специфически взаимодействующие с активным центром фермента в силу стерического соответствия. Это, во-первых, участники ферментной реакции субстраты, коферменты, промежуточные акцепторы и доноры во-вторых — соединения, которые влияют на скорость ферментативной реакции, конкурируя за активный центр Армента с участниками реакции в результате стерического сходства с последними непосредственные продукты действия ферментов, структурные аналоги субстратов и ко рментов. Такое взаимодействие с ферментами называют изостериче-с к и м. [c.124]

Вследствие не идеального стерического соответствия (комплементарности) между контактными группами молекулы субстрата и активного центра, а также в результате внешних индуктивных воздействий и вторичных кооперативных эффектов, обусловленных изменением конфигурации белковой молекулы, в фермент-субстратных комплексах происходит геометрическая деформация отдельных валентных связей как в молекуле субйрата, так и в активном центре белка. Это происходит наряду с поляризацией. связей в результате изменения распределения электронной плотности. Оба фактора—деформация и поляризация ковалентных связей — повышают термодинамический потенциал связей, т. е. способствуют преодолению активационного барьера переход ного состояния. [c.141]

Специфичность действия ферментов, однако, не ограничй- вается только их ярко выраженным предрасположением к оп- ределенным типам веществ или к осуществлению определенной химической реакции. Поразительным свойством любого фермента является его исключительная чувствительность к пространственному строению, очертаниям молекулы того соединения, на которое он воздействует (такое соединение в эн-зимологии называют субстратом). Еще в конце прошлого столетия выдающийся немецкий химик Эмиль Фишер высказал мысль о близком стерическом соответствии между ферментом и его субстратом и сформулировал столь часто встречающееся сейчас изречение, что фермент подходит к субстрату, как ключ к замку впоследствии эта идея нашла известное экспериментальное подтверждение. [c.37]

Часто допускают, что движущей силой связывания больших ионов с полимерами является неэлектростатическое притяжение, обусловленное гидрофобными или дисперсионными силами Ван-дер-Ваальса — Лондона. Эти силы действительно имеют большое значение, если в молекуле большая гидрофобная группа асимметрично присоединена к заряженной группе, как в детергенте. Однако в случае симметричных ионов обычно трудно или дал е невозможно найти экспериментальную основу для оценки вклада взаимодействий этого типа или отделить их влияние от электростатического и соль-ватационного эффектов, рассмотренных выше, которые несомненно в значительной степени определяют силу взаимодействия. Несмотря на то что некоторые сильно взаимодействующие ионы имеют большие размеры и высокую поляризуемость (нанример, иодид и перхлорат), другие ионы, обладающие такими же размерами и поляризуемостью (например, фосфат и ацетат), взаимодействуют слабо, так что, по-видимому, должны иметь место специфические эффекты, такие, как стерическое соответствие и ориентация поляри-зуедюсти, если взаимодействия могут вносить существенный вклад в энергию связывания. [c.289]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология