Белки (кроме ферментов)

При гидролизе белоксодержашее сырье (отходы пищевой и молочной промышленности) нагревают с растворами кислот или щелочей при температуре 100 —105 °С в течение 20 — 48 ч. Чаще всего используют 20 %-й раствор соляной кислоты, обеспечивающий глу- бокий гидролиз белка. Кроме того, для ускорения реакции гидролиза белков используют иммобилизованные протеолитические ферменты и ионообменные смолы. В ходе кислотного гидролиза бежов происходят рацемизация и разрушение некоторых составляюищх их аминокислот. При кислотном гидролизе полностью разрушается триптофан и достаточно значительны потери цистеина, метионина и т р рина (10—30%). Лучшим способом уменьшения потерь aMHHflik f от при гидролизе является проведение его в вакууме или в атмосфере инертного газа, а также соблюдение высокого соотношения количества кислоты, взятой для гидролиза, и массы белка (200 1). Рациональное использование сырья при гидролизе, характерное для многих других биотехнологических производств, обеспечивает создание безотходных технологий и способствует оздоровлению окружающей среды. Ранее методом гидролиза получали аминокислоты исключительно для фармацевтических и научных целей. В последнее время сфера использования белковых гидролизатов существенно расширилась. Их применяют в медицине, животноводстве, пищевой и микробиологической промышленности. [c.42]

БЕЛКИ (КРОМЕ ФЕРМЕНТОВ) [c.684]

Белки - это важнейшие для жизни вещества. Белки - основной структурный компонент живых тканей. Посмотрите на своего соседа. Все, что вы видите кожа, волосы, глаза, ногти, — это белки. Костные ткани, кровь, мозг — все содержит белки. Кроме того, все ферменты, контролирующие химические процессы в организме, представляют собой белки. В каждом чело- [c.258]

Сущность генетической инженерии сводится к целенаправленному конструированию генетических систем вне организма с последующим введением их в живой организм. При этом рекомбинантные ДНК становятся составной частью генетического аппарата реципиентного организма и, кроме того, они привносят в него новые генетические и физиолого-биохимические свойства, полезные для человека. К числу таких свойств можно отнести синтез аминокислот и белков, гормонов, ферментов, витаминов и др. [c.115]

Наиболее ярким примером самосборки служит процесс сборки Т-чет-ных фагов (дополнение 4-Д) [101—103]. Результаты тщательного генетического анализа (гл. 15, разд. Г.2) показали, что для образования головки требуется по крайней мере 18 генов, для образования отростка— 21 ген, а для образования нитей — 7 генов. Большинство этих генов кодирует белки, которые непосредственно включаются в зрелую вирусную частицу, однако несколько генов детерминируют специфиче- ские ферменты, необходимые для процесса сборки. Получены мутантные штаммы вируса, способные синтезировать все структурные белки, кроме одного. В этом случае все синтезированные белки скапливались внутри хозяйской бактериальной клетки и не агрегировали. Однако при добавлении недостающего белка (синтезированного бактерией, инфицированной вирусом другого штамма) быстро осуществлялась сборка полноценных вирусных частиц. Эти н другие данные позволили сделать вывод, что белки присоединяются к растущей структуре в строго определенной последовательности. Присоединение одного белка формирует связывающий участок для следующего. [c.327]

В пищевых технологиях нет других процессов, кроме баромембранных, которые позволяли бы сохранить нативность ценнейших компонентов (белков, витаминов, ферментов и т.д.). К сожалению, эти методы еще не заняли должного места в пищевых производствах, да и в исследованиях научных коллективов. Возрастает значимость экструзионных процессов. [c.1326]

Однако условия десорбции представляют значительное препятствие для получения неденатурированного очищенного белка, поскольку многие белки, особенно ферменты, чувствительны к условиям десорбции [75]. Были предложены условия, позволяющие осуществлять мягкую десорбцию [10]. Гипотонические растворы [19] или дистиллированная вода [112] представляют собой простые средства, позволяющие в определенных случаях проводить десорбцию активного фермента. Сочетание перерыва в десорбции с использованием дистиллированной воды довольно широко распространено эта процедура позволяет, кроме того, получать фермент в значительно меньшем объеме [10, 11]. [c.111]

Это выполняется чаще всего осаждением вытяжки спиртом (этиловым, изопропиловым), но возможны, естественно, и иные способы выделения ферментов из нее, например высаливанием. При осаждении спиртом необходимо вытяжку и спирт предварительно охлаждать (до 5°С), чтобы избегнуть инактивации ферментных белков. Кроме того, при этом способе нужно систематически регенерировать значительные количества спирта, что не представляет сложной задачи. Потери при регенерации составляют 1—2%. [c.176]

Кроме этого, ГНР эффективно взаимодействуют с изолированными белками различной структуры и способны вытеснять по конкурентному механизму многие ЛВ из гидрофобных полостей белков и ферментов, в частности, из альбумина крови, что может существенно влиять на основные параметры фармакокинетики ЛВ - уровень ЛВ в крови и время удержания в организме. [c.571]

Коллаген представляет собой структурный белок соединительной ткани. Он образует основную часть сухожилий, связок, фасций и некоторых других сходных тканей и входит в состав костей, хряща и кожи . Нативный коллаген лишь в слабой степени способен подвергаться воздействию разведенных кислот, щелочей и протеолитических ферментов. Поэтому при обработке соответствующих тканей этими гидролизующими агентами можно удалить из тканей все белки кроме коллагена и таким образом выделить коллаген. Продолжительное действие кислот, щелочей и ферментов вызывает, однако, необратимое изменение коллагена. Процесс изготовления кожи и состоит в очистке и дублении содержащегося в шкуре животного коллагена. Дубление колла- [c.210]

Белки состоят из аминокислот, боковые цепи которых могут содержать кислотные п основные группы. Для многих белков концентрации групп составляют приблизительно 1 ммоль на 1 г белка. Кроме того, пептидные связи в структуре белка являются достаточно полярными и способны действовать как слабые кислоты и основания [111]. В результате свойства белков очень сильно зависят от pH среды, В частности, от pH среды сильно зависит активность фермента. Дополнительные осложнения вносят кислотные и основные группы, которые могут присоединиться к простетической группе фермента. [c.564]

В настоящее время мы располагаем основными сведениями о химическом строении и функциях молекул и макромолекул, участвующих в работе таких фабрик. Техническая документация носит название ДНК (расшифровывается как дезоксирибонуклеиновая -ислота). Молекулы ДНК конструируются таким образом, чтобы их легко было копировать при создании новых пакетов документации. Кроме того, они содержат всю информацию, необходимую для синтеза белков — производственных мощностей новых организмов. Наиважнейшими среди белков являются ферменты. Это инженеры, руководящие постройкой практически всех деталей организма. Ферменты высокоселективно катализируют реакции химического синтеза многих веществ, необходимых для жизнедеятельности. Высокой селективности они достигают благодаря особенностям структуры своей поверхности, выполняющей роль шаблона или изложницы, что позволяет им распознавать нужные реагенты среди питательных веществ и формировать продукты требуемой структуры. [c.113]

Кроме ферментов в ядрах содержатся негистоновые белки, имеющие, по-видимому, отношение к структуре хроматина. К ним относятся так называемые H.MG-белки, принадлежащие к двум классам HMQ 14 и 17 и H.MG 1 и 2. (Название H.MQ-белков происходит от англ. high mobility group — группа [белков с высокой подвижностью, так как в обычных системах гель-электрофореза эти белки движутся быстрее других негистоновых белков хроматина.) Эти белки содержат много положительно и отрицательно заряженных аминокислотных остатков, причем они располагаются асимметрично iV-концевая часть богата кислыми остатками, а С-концевая — основными. Возможно, HMG-белки участвуют в процессах транскрипции и репликации. [c.238]

Очень важно установить, действительно ли одна только ДНК" является тем химическим соединением, которое осуществляет трансформацию, и исключить возможность того, что какой-то-другой фактор, например связанный с ДНК белок или углевод, может также принимать участие в процессах трансформации. Известно, что ДНК очищенного трансформирующего фактора не содержит ни химически улавливаемого, ни серологически обнаруживаемого белка. Кроме того, известно, что этот фактор не инактивируется протеолитическими ферментами, но зато инактивируется дезоксирибонуклеазой. Более того, при гидролизе трансформирующего фактора образуется всего лишь одна аминокислота — глицин, о которой известно, что она возникает при расщеплении аденина. Приведенные данные свидетельствуют, что ДНК является единственным трансформирующим фактором. [c.300]

Ход выделения и очистки ферментных белков контролируется чаще всего по двум основным показателям определению активности и определению количества белка в системе. Иными словами, за ходом очистки следят по возрастанию удельной активности материала, которое выражается числом единиц фермента в 1 мг белка. Кроме того, на каждом этапе определяют общую (сум- [c.138]

Методы иммобилизации не требуют обязательного выделения определенного фермента. Интактные клетки, содержащие нужный фермент, можно иммобилизовать на твердой поверхности. Например, интактные клетки бактерий Е. соН использовались после иммобилизации для катализа химического превращения фумаровой кислоты и аммиака в аспарагиновую кислоту — один из аминокислотных строительных блоков белков. Кроме того, иммобилизованные клетки дрожжей могут применяться при ферментации в производстве этилового спирта. Этот процесс был реализован в крупном опытном производстве. [c.122]

Сильнощелочные или сильнокислые среды также оказывают мощное воздействие на поведение белков. В этих условиях кислые или основные группы макромолекулы ионизируются в такой степени, что а-спираль переходит в разупорядоченный клубок. Этот процесс также называется денатурацией белка. Кроме того, денатурировать белок можно повышением температуры (вследствие интенсивных тепловых колебаний цепи спираль разрывается) или добавлением мочевины (ослабляется гидрофобное взаимодействие, поддерживающее упорядоченную структуру белка). Денатурированный белок утрачивает свои специфические функции (например, фермент становится неактивным), его растворимость в воде уменьшается и происходит коагуляция. [c.69]

Одной из причин уменьшения накопления сухого вещества и белков у растений после токсического действия на них гербицида 2,4-Д является усиленное использование углеводов в процессе повышения интенсивности дыхания клеток. У здоровых растений под влиянием дыхательных ферментов углеводы превращаются в органические кислоты, которые, присоединяя аммиак, образуют аминокислоты, синтезирующие белки. Кроме того, в процессе последовательного превращения углеводов в белки выделяется энергия, необходимая для роста и развития растений. При интенсивном дыхании клеток под влиянием гербицида 2,4-Д усиливается расход сахаров, из-за чего накопление сухого вещества у растений снижается. [c.116]

Кроме ферментов, в которых весь связанный металл либо его часть играют в большей степени структурную, чем каталитическую роль, известны ферменты, содержащие два различных металла, которые, по-впдимому, играют одинаковую каталитическую роль, например алкогольдегидрогеназа, выделенная из дрожжей, выращенных в присутствии СоСЬ [92] (разд. 5). В таких случаях смешанная стехиометрия может быть результатом либо наличия двух металлоферментов в соответствующем соотношении, либо образования истинного гибридного металлофермента. Нет простых методов, чтобы установить разницу между этими двумя возможностями, кроме тех случаев, когда в результате замещения металла происходит изменение свойств белка. И хотя включение нескольких металлов в фермент является обычно результатом заранее обдуманного введения этих металлов в пищу или в питательную среду, однако такие же ситуации могут иметь место и в природе, [c.459]

Комплексы сложных лигандов, имеющих ЛГ-донорные группы, очень многочисленны. Среди них следует выделить металло-протеины, включая металлоферменты, в которых катион металла и лиганды белковой природы связаны в очень прочное целое. Существуют, кроме того, белки и ферменты, активируемые ме- [c.396]

Какие еще белки кроме гистонов обнаруживаются в клеточных ядрах Методом электрофореза в полиакриламидном геле было установлено, что в ядрах клеток НеЬа содержится около 450 компонентов, большинство из которых присутствует в небольших количествах (<10 000 молекул в расчете на одну клетку) и не обнаруживается в цитоплазме [302]. К наиболее кислым белкам относится большое число ферментов, включая РНК-полимфазу. Кроме того, в ядрах содержатся 1) определенные репрессоры генов, в основном не идентифицированные, 2) бел ки, связывающие гормоны, и 3) многие другие белки [303]. Наряду с ядерными белками, которым уделяется обычно основное внимание, определенную роль в регуляции фенотипического выражения генов играет также мало исследованный класс небольших ядерных РНК. Молекулы этой РНК длиной от 65 до 200 нуклеотидов могут стимулировать транскрипцию специфических генов, связываясь с комплементарными участками ДНК. Таким образом, информация, транскрибированная с одного участка хромосомы, может оказывать влияние на процессы, протекающие на другом участке или на другой хромосоме [303а]. [c.304]

Лизосомы также ограничены однослойной мембраной. Матрикс их оптически неоднороден и содержит ряд уплотнений. В лизосомах локализован набор гидролитических ферментов, участвующих в разрушении продуктов клеточного метаболизма, причем при помощи специального протонного насоса поддерживается низкое значение pH (не более 4,5), способствующее эффективному гидролизу. Внутриклеточные структуры, подлежащие разрушению, поступают в лизосомы, где и подвергаются гидролизу. Процесс селекции и поступления в лизосомы только отработанного материала обусловлен его специфическим мечением. Так, нативные белки в лизосомы не поступают. По истечении же времени функционирования происходит их инактивация цитоплазматическими протеиназами или присоединение убиквитина, что является сигналом для транспорта в лизосомы модифицирбванного белка. Кроме молекул, лизосомы могут разрушать органеллы или целые клетки (митохондрии, эритроциты). Процесс транспорта веществ в лизосомы является энергозависимым и требует затраты энергии. В растительных клетках гидролитические ферменты обычно локализованы в вакуолях — прообразе лизосом. [c.13]

Использованию ферментов в качестве катализаторов для реакции соединения пептидов и в настоящее время уделяется большое внимание. Катализ образовании пептидов при биосинтезе белка осуществляет фермент перти-дилтрансфераза. Так как этот фермент взаимодействует с протеиногенными аминокислотами независимо от природы боковой цепи, теоретически он представляет собой идеальный катализатор для реакций целенаправленного синтеза пептидов. Пептидилтрансфераза в сложной рибосомной системе структурно тесно связана со всеми другими составляющими, кроме того, на стадии элонгации во время биосинтеза белка одновременно действуют также другие факторы. Поэтому вероятность того, что выделенный из естественной среды фермент вообще будет способен к катализу реакции синтеза пептидов, очень мала. Никакого выхода в практику пептидного синтеза не получил также изученный Липманном механизм биосинтеза пептидных антибиотиков, который проходит с участием определенных ферментов. [c.166]

Применимость. Капилляры с поли(метилглутаматовым) (ПМГ) покрытием пригодны для разделения белков. Кроме того, ими можно разделять комплексные смеси ферментов (рис 71). [c.78]

Этим функции белка как фермента или апофермента скорее всего не исчерпываются. Все рассмотренные ме-чанизмы предполагали достаточно статичное расположение функциональных групп белка в активном центре Это не совсем верно. Взаимодействие с субстратом нередко сопровождается изменением конформации белковой молекулы, и согласно теории, выдвинутой Кошландом, направленные конформационные изменения белка являются важным фак1чэром ферментативного превращения. В отдельных случаях такие изменения зарегистрированы с помощью рентгеноструктурного анализа. Например, карбоксипептидаза А была подвергнута рентгеноструктурному анализу как в отсутствие субстрата, так и в комплексе с глицил-1/-тирозином. Полость, в которой находится активный центр, существенно сужается при связывании этого субстрата, т.е, наблюдается отчет ливый конформационный переход. Кроме того, широко дискутируется и имеет в отдельных случаях убедительные подтверждения гипотеза, согласно которой фермент фиксирует субстрат в конс юрмации, существенно более близкой по своей геометрии к активированному комплексу реакции, чем конформация субстрата, преобладающая у несвязанных молекул. Это, естественно, должно приводить к снижению активационьюго барьера реакции и способствовать существенному ускорению превращения. [c.208]

В состав всех ферментов входят белки. Некоторые ферменты,, кроме белка, имеют в своем составе небелковую часть, называемую простетической. Под действием, высокой температуры происходит денатурация белка ферментов, и они теряют свойства катализаторов. Как и все катализаторы, ферменты не расходуются при реакциях и поэтому нужны в очень малых количествах. [c.121]

Очевидно, что для выявления ключевых стадий вероятного механизма каталитического действия фермента существенно количественное описание металл-лигандного центра как до, так и после связывания субстрата. Поэтому необходимо знать стереохимию координационного окружения иона металла и его ориентацию относительно ближайших аминокислотных остатков, вовлекаемых в связывание субстрата. Кроме того, детальное выяснение химической природы реакционной способности иона металла в ферментах тре- бует установления корреляции между молекулярной структурой, . Гч стереохимией, электронной структурой и биологической функцией. Описание принципиального механизма стадий ферментативной реакции на основе сведений о структуре должно соответствовать результатам кинетических исследований, указывающих на срод-ство к субстратам, вероятную природу промежуточных продуктов реакции и лимитирующие стадии. Предлагаемый механизм должен также находиться в согласии со спектроскопическими данными, которые характеризуют электронные и атомные перегруппировки, включающие фермент и молекулы субстрата. Как и в простых координационных комплексах, детальная информация о строении молекулы позволяет определить электронную структуру и характер связывания ионов металлов и лигандов в белках. Кроме того, характер изменении стереохимии металл-лигандных центров в ходе катализа позволяет понять, какие изменения электронной структуры ответственны за каталитическое действие. Исходя из этого, большое значение для понимания регуляции биологической активности и функции белков приобретает взаимосвязь между молекулярной структурой, стереохимией и электронной структурой центров координации металла. Экспериментальные средства, при по-мошл которых это понимание становится возможным, основываются на точном, детальном описании структуры белковой молекулы и [c.17]

В результате гидролиза белков, кроме того, ускоряется процесс фильтрования пива, что является ценным технологическим преимуществом. Имеются интересные предварительные данные, свидетельствующие об улучшении условий переработки несоложеного сырья в пивоваренном производстве при помощи расщепления белков злаков (ячменя) протеиназами Asp. oryzae. Иногда для стабилизации пива используют протеиназы, полученные из хвои или шишек сосны. Описан способ повышения стойкости продукта при хранении в бутылках или бочках посредством прибавления к пиву, на любой стадии хранения, фермента хитиназы, отдельно или вместе с папаином, фицином, бромелином или их смесями. Хитиназу можно экстрагировать из сухой кожуры миндаля. [c.246]

Значения констант можно сравнивать только в том случае, если они устанавливались в точно соблюдаемых условиях, т. е. при определенной температуре, pH, продолжительности инкубации и реакции, концентрации фермента и субстрата. Так, например, в электрометрическом методе фермент инкубируют 30 мин при 25 °С, исходное значение pH 8,0 реакцию с ацетилхолином проводят в течение пОмин при концентрации последнего 7,3-10" лголь/л. Для определения значения I50 измеряют активность ингибитора при различных его концентрациях. По полученным результатам строят график, в котором процент угнетения (отношение ингибированного фермента к неингибированно-му) сопоставляют с отрицательным логарифмом концентрации ингибитора. Пример такой обработки опытных данных представлен на рис. 7. Истинное значение piso искажается побочными реакциями, протекающими в зависимо- сти от свойств ингибитора и фермента, а также условий опыта. Такими побочными реакциями, конкурирующими с ингибированием фермента, являются спонтанный гидролиз субстрата, гидролиз ингибитора, вызываемый содержащимися в ферменте фосфорилфосфа-тазами, адсорбция на стенках стеклянного сосуда при работе с очень разбавленными растворами, реакция с другими активными группами присутствующих белков. Кроме того, в случае слабого ингибитора одновременно протекают и угнетение, и реактивация фермента. Некоторые авторы считают, что для бимолекулярной реакции между ингибитором и ферментом [c.164]

Пивоварение. Брожением сахара пользуются для приготовления другого напитка — пива. Здесь среду, благоприятную для жизнедеятельности вызывающих брожение дрожжей, приходится хотовить искусственно. Исходным материалом служит ячмень. Ячменные зерна замачивают в чанах, наполненных водой, затем помещают в так называемые ростильные тока, где их раскладывают в виде грядок. Ячменные зерна содержат крахмал, белок и минеральные соли (К, Са, Mg и РО ), словом все, что нужно для брожения, кроме сахара. Прй прорастании ячменных зерен происходят изменения в зародышевом белке. Получается фермент пептаз, при дальнейшем прорастании диастаз, превращающий крахмал в сахар. [c.111]

Применение динитрофенильных производных, введенных в практику Зангером [25] с целью идентификации и количественного определения концевых аминогрупп, позволяет получить ценные сведения о количестве открытых цепей в белке. Кроме того, такие меченые аминокислоты служат в качестве реперных точек при исследовании неполного гидролиза (1346). В этом отношении полезными являются также е -аминогруппы лизина. Путем неполного гидролиза, осуществляемого с помощью кислоты и различных типов ферментов, оказалось возможным разрывать длинные полипептидные цепи в различных точках и путем анализа установить единственно возможную конфигурацию. Этим способом Зангер и Таппи[99]и Зангер и Томпсон [100] определили порядок чередования аминокислот в двух типах цепей, входящих в состав инсулина (табл. 27). Такой подход к проблеме структуры белка был облегчен широким применением новейших микрометодов хроматографии на бумаге и силикагеле и ионофореза. Таким образом, оказывается, что одна из крупнейших проблем химии белка поддается изучению с помощью весьма простых и экономичных методов. Цепи в инсулине имеют различную длину, причем цепь с N-концевым фенилаланином (цепь В) состоит из 30 остатков, а соответствующая глициновая цепь (цепь А) — из 21 остатка. Порядок чередования аминокислот и их содержание даны в табл. 27. Можно отметить следующее. Цепь А не содержит лизина, гистидина, аргинина, треонина, фенилаланина и пролина все эти компоненты входят в состав цепи В, в которой, в свою очередь, совсем нет изолейцина. Не наблюдается ни регулярного чередования аминокислот, ни тенденции к чередованию полярных и неполярных групп. Три ароматические аминокислоты (фен.фен.тир.) расположены последовательно, и два остатка глутаминовой кислоты связаны с двумя остатками ци-стеина (глу.глу.цис.цис.). В обеих цепях содержится шесть цистеиновых остатков, четыре из которых расположены врозь, а только что упомянутые два — рядом друг с другом в молекуле нативного белка все они существуют в форме цистина, но какие из них расположены между пептидными цепями, а какие в самих пептидных цепях — неизвестно. Часть дикарбоновых кислот присутствует в виде амидов — четыре в цепи А и две в цепи В. [c.255]

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]