Белки и синтетические полипептиды

Полиэлектролиты. Если звенья макромолекулы содержат боковые ионогенные группы, то полимеры проявляют своеобразные-электрические, конфигурационные и гидродинамические свойства. Такие полимеры называют полиэлектролитами. К ним относятся поликислоты (полиметакриловая, нуклеиновые кислоты и др.) полиоснования полиамфолиты. Полиамфолиты содержат кислотные-и основные группы в одной макромолекуле. Это белки и синтетические полипептиды. Они построены из аминокислот и содержат основные (ЫНзОН) и кислотные (—СООН) группы, которые располагаются не только на концах цепей, но и в боковых ответвлениях. Раствор каждого полиамфолита в зависнмости от его состава имеет определенное значение pH, при котором сумма положительных и отрицательных зарядов в цепи равны. Это значение pH называется изоэлектрической точкой (ИЭТ). При pH ниже ИЭТ в цепи преобладают положительные заряды из-за подавления диссоциации СООН-групп. При достаточно низком pH полиамфолит превращается в полиоснование. При pH выще ИЭТ полиамфолит постепенно переходит в поликислоту. [c.287]

Кривые дисперсии оптического вращения и спектры кругового дихроизма используют для определения структуры, конфигурации и конформации сложных оптически активных молекул, например стероидов. Другая щироко исследуемая область — белки и синтетические полипептиды. Здесь может быть получена информация о значительных кон-формационных изменениях, так как оптическое вращение очень чувствительно к конфигурациям и конформациям молекул. [c.488]

Параметры Зимма—Брэгга, полученные из данных по глобулярным белкам и синтетическим полипептидам [c.140]

Была проведена интересная работа по использованию оптического вращения для определения структуры молекул в случае полипептидных цепей белков и синтетических полипептидов, приготовленных из оптически активных аминокислот. При рассмотрении синтетических полипептидов в разделах 4д и 5г было показано, что эти вещества можно приготовить таким путем, чтобы они в твердом состоянии находились в высококристаллических формах, в которых отдельные полипептидные цепи имеют спиральную конформацию, показанную на рис. 16. В разделе 5в были представлены спектроскопические доказательства того, что спиральная конформация может сохраняться и в том случае, если молекулы диспергированы в растворе. При последующем изложении в этой книге мы часто ссылаемся на синтетические полипептиды. Далее будет убедительно доказано, что а-спиральная конформация в самом деле является стабильной конформацией этих молекул во многих растворителях. Однако это справедливо не для всех растворителей. В растворителях, которые имеют сильную тенденцию к образованию водородных связей, карбонильные и иминогруппы полипептидной цепи будут стремиться образовать водородные связи в первую очередь с растворителем, а не друг с другом и при этом а-спираль не будет сохраняться. Вместо этого полипептидные цепи свертываются случайным образом и не имеют предпочтительной формы. [c.141]

Пептидные водородные связи. Поскольку полипептидные цепи фибриллярных белков и синтетических полипептидов проявляют значительную тенденцию к образованию водородных связей С=0- -Н—N. то можно ожидать, что эта тенденция свойственна и глобулярным белкам. Однако данные по оптическому вращению, приведенные в табл. 4, ясно показывают, что в водной среде только часть пептидных связей может принимать участие в образовании спирали. Частично спирализованная молекула, не содержащая никаких других элементов упорядочения внутренней структуры, будет иметь длинные участки цепи, свернутые в беспорядочный клубок, так что в этом случае невозможно ожидать наличия специфической компактной формы, характерной для молекул глобулярных белков. Таким образом, для объяснения наблюдаемой формы молекул следует привлечь какие-то другие значительные силы. [c.153]

Белки и синтетические полипептиды, являющиеся простейшими моделями белков, интересны в том отношении, что способны образовывать в растворах вторичные структуры, такие, как а-спираль или р-структура. Наряду с образованием упорядоченных конформаций макромолекулы этих полимеров могут находиться и в конформации статистического клубка, характерной для макромолекул большинства синтетических полимеров в растворах. Изменяя свойства растворителя или температуру раствора, можно наблюдать образование или разрушение упорядоченных конформаций, т. е так называемые конформационные переходы, которые играют существенную роль в биологических процессах. Поэтому задача количественной оценки степеней спиральности или [c.119]

Белки и синтетические полипептиды [c.196]

Из опыта хорошо известно, что все белки и синтетические полипептиды вращают плоскость поляризации света, т. е. оптически активны. Наблюдаемая оптическая активность имеет составной характер. Это прежде всего сумма вкладов, вносимых асимметрическими а-углеродными атомами аминокислот. Поскольку все природные аминокислоты левовращающие, то и в полипептидной цепи а-С-атомы вращают влево. Следовательно, знак этого слагаемого общей оптической активности отрицателен, и любой полипептид, находящийся в форме беспорядочного клубка, будет обладать отрицательной активностью. [c.102]

Температурная зависимость д. в. широко применяется при исследованиях строения белков и синтетических полипептидов. [c.113]

Рассмотрим теперь точку зрения, касающуюся интерпретации значений параметра а в УМ. Считалось [68—70], что часть значений а , полученных для белков и синтетических полипептидов, обусловлена постоянным вкладом во вращение от асимметрических а-углеродных атомов. Эту часть можно выразить членом (2 ао) Яо/(Я —Яо), где а — часть ао, зависящая от внутреннего вращения аминокислотного остатка (асимметрического углерода) 69], а суммирование по значениям со является характеристичным для каждого [c.278]

Следует ожидать, что зависимость инфракрасных спектров от конформационных переходов будет наиболее полно выражена при наличии сильных энергетических взаимодействий. В таком случае неудивительно, что этот метод имеет наибольшую ценность для изучения образованных за счет водородных связей структур, характерных для белков и синтетических полипептидов (см. стр. 118—124). Амброз и Эллиотт [309] при исследовании твердых пленок поли-у-метил-Ь-глутамата показали, что полимерные цепи могут существовать в двух четких конформациях, имеющих совершенно различные спектры. Например, было найдено, что валентное колебание карбонильной группы в свернутой а-форме приводит к максимальному поглощению при 1659 сж- , в то время как для вытянутой Р-формы, в которой цепи связаны друг с другом водородными связями, этот пик поглощения сдвигается до 1630 см . В более поздней работе Амброз и Эллиотт [310] исследовали водные растворы нативных [c.178]

Таким образом, предположение, впервые высказанное Астбери, поддержанное Хаггинсом, а также Брэггом, Кендрью и Перутцем, о том, что структуры фибриллярных и глобулярных белков и синтетических полипептидов могут быть описаны с помощью ограниченного набора канонических форм-блоков, получило в работах Полинга и Кори подтверждение и дальнейшее развитие. Еще более укрепилось представление о водородной связи как о главном факторе, формирующем структуру белка. [c.24]

Очень скоро большинство исследователей пришли к выводу, что а-спираль является основой структуры а-форм фибриллярных белков и синтетических полипептидов. При интерпретации рентгеновских данных, касающихся а-кератина, возникли, однако, некоторые трудности, [c.25]

Работы Перутца и Кендрью, благодаря которым впервые стали известны на атомном уровне трехмерные структуры двух глобулярных белков, дали блестящее и как будто бы бесспорное доказательство справедливости предположения, высказанного еще Астбери и господствующего в молекулярной биологии в течение десятилетий, о единстве структурных элементов глобулярных и фибриллярных белков и синтетических полипептидов. Третичные структуры миоглобина и гемоглобина явились подлинным триумфом а-спиральной концепции Полинга-Кори. В сложных, лишенных внешней симметрии молекулярных конформациях этих белков а-спираль действительно оказалась доминирующей структурой. После расшифровки строения миоглобина и гемоглобина для многих исследователей концепция Полинга-Кори пред- [c.49]

Подводя итог развитию представлений о стабильности белковой молекулы в 1950-1960-е годы, следует прежде всего отметить некоторый от юд от господствующей прежде концепции о пептидной водородной связи как решающего или даже единственного фактора, ответственного за структуру белка. Полученный в этот период большой экспериментальный материал по структуре глобулярных и фибриллярных белков и синтетических полипептидов не мог быть объяснен только на основе такой концепции. Опытные данные свидетельствовали о чрезвычайной чувствительности конформации пептидного остова к природе остатков, их последовательности, растворителю, температуре, значению pH, длине цепи и т.д. Более того, был получен целый ряд факторов, прямо противоречащих концепции об определяющей роли пептидных водородных связей. Например, обнаружено, что слабополярные органические растворители являются сильными денатурирующими агентами. Между тем, они значительно меньше ослабляют пептидную водородную связь, чем вода, и, следовательно, с позиции указанной концепции можно было бы ожидать увеличения стабильности нативной конформации, а не ее разрушения, как это имеет место. [c.242]

В изучении структурной организации белков и синтетических полипептидов работа Рамачандрана и соав. [58] подобно работам Полинга и Кори [59, 60] явилась одним из тех первых скатывающихся с горы камней, [c.155]

Основная область исследований — биохимия протеолитических ферментов и белков в мембранах эритроцитов. Изучал третичную структуру белков и синтетических полипептидов. Исследуя изотопный обмен вторичного амидного водорода на дейтерий, показал (1953— 1961, наряду с К- У. Линдерштрём-Лангом), что этот процесс в спирализованной части молекулы происходит медленнее, чем в беспорядочно свернутых сегментах. Доказал (наряду с американским биохимиком П. Доти), что в зависимости от условий молекулы синтетических полипептидов находятся в растворе в виде а-сниралн или в виде беспорядочно свернутых цепочек. [c.62]

Было показано, что при взаимодействии белков с концентрированной серной кислотой в этой реакции участвуют гидроксильные и сульфгид-рильные группы полимера в результате образуются сульфоэфиры (сульфаты) и соответственно тиосульфаты белка [72]. Реакцию обычно проводят, смешивая белок с концентрированной серной кислотой при температуре ниже 0°, после чего реакционную смесь нагревают до комнатной температуры процесс сульфатирования протекает сравнительно быстро. Результаты анализа продукта на общее содержание серы, сульфатную серу, общий и аминный азот, а также другие методы функционального анализа, как и данные, полученные на модельных соединениях, указывают на осуществление сравнительно избирательной реакции сульфатирования гидроксильных и су льфгидрильных групп белка. Так, например, известно, что серная кислота реагирует со спиртами, образуя кислые алкилсульфаты [73] было показано также, что она реагирует с цистенном [72], в результате чего получается З-цистеинилсульфат. Сульфирование бензольного цикла тирозина конкурирует с сульфатированием его фенольного гидроксила, причем первая реакция становится доминирующей при проведении опытов в более жестких условиях. Количество сульфатной серы, вводимой в разные белки и синтетические полипептиды, хорошо согласуется, как видно из данных табл. 1-13, с содержанием в исходных материалах оксиаминокислот. [c.345]

Подводя итог циклу работ Полинга и Кори, можно отметить следующее. 1. Были четко сформулированы геометрические требования к полипептидной цепи, в основу которых положены экспериментальные данные о геометрических параметрах амидов и простейших пептидов, водородной связи N—Н..,0=С, а также представление об электронном строении пептидной группы, следующих из первых квантовохимических расчетов. 2. Для своего времени Полинг и Кори наиболее детально учитывали условия упаковки полипептидной цепи, считая стабильными те конформации, которые отвечали минимумам торсионных потенциалов. Тем самым косвенно учитывались невалентные взаимодействия атомов, так как торсионные потенциалы не противоречат атом-атом-ным потенциалам ван-дер-ваальсовых взаимодействий. 3. Для полипептидной цепи предложен ряд структур, среди которых выделены в качестве самых стабильных а-спираль и Э-складчатый лист. Позднее стали ясны причины уникальности этих структур. В а-спирали и (3-складчатом листе имеет место полная согласованность между всеми видами взаимодействий. Они являются оптимальными не только с точки зрения стопроцентной реализации пептидных водородных связей, на что прежде всего обращали внимание Полинг и Кори, но отвечают также наилучшим условиям невалентных взаимодействий атомов пептидного остова и минимумам торсионных потенциалов. Структуры Полинга и Кори удовлетворяли наблюдаемым картинам рентгеновской дифракции, поляризованным инфракрасным спектрам, равенству плотностей а- и р-форм, объясняли эластичные свойства фибриллярных белков и полипептидов, т.е. обратимый а Э-переход 4. Л. Полинг и Р. Кори, проанализировав опытный материал, касающийся пространственного строения белков и синтетических полипептидов, пришли к выводу об их структурной общности. [c.24]

Специфическим свойством эволюционно отобранной аминокислотной последовательности является способность принимать в физиологических условиях вполне определенную, уникальную конформацию, которая определяет биологическую функцию белка. Такой способностью белки обладают, несмотря на значительную конформационную свободу аминокислотных остатков и малые значения барьеров вращения вокруг ординарных связей основной и боковых цепей. Плотная, глобулярная структура белковой молекулы непосредственно доказывается малой вязкостью белков в растворе и большей их плотностью по сравнению с синтетическими полипептидами. Молекулы последних образуют в тех же условиях рыхлые клубки с открытой структурой, в которых растворитель занимает до 99% всего объема. Отсюда сравнительно большие линейные размеры клубков и значительная вязкость белков в этом состоянии. Молекулы нативных белков содержат в несколько раз меньшее количество связанной воды (-30% по массе), они малы по линейным размерам и незначительно загущают раствор. На это указывает вся совокупность результатов исследования белка и синтетических полипептидов методами седиментации, диффузии, светорассеяния, рентгеноструктурного анализа, нейтронографии, рассеяния рентгеновских лучей под малыми углами, электронной микроскопии. [c.231]

Представление об исключительной роли водородных связей неизбежно следует из имеющегося в то время экспериментального материала, который свидетельствовал о структурном единстве фибриллярных и глобулярных белков и синтетических полипептидов. Как в твердом состоянии, так и в растворе пептидные цепи тех и других белков наблюдались в однотипных спиральных или -структурных конформациях, т.е. в таких формах, которые только и могли обеспечить полную насыщенность водородными связями между пептидными группами. Следовательно, в силу взаимообусловленности концепций спиральности и водородного связывания утверждение, что наиболее стабильные полипептидные структуры регулярны, эквивалентно утверждению полипептидные структуры содержат 100%-ное количество пептидных водородных связей. Среди всех видов слабых невалентных взаимодействий атомов водородная связь максималыю понижает энергию системы. Л. Полинг и Р. Кори оценивали энергию пептидной водородной связи N-H...O= -8,0 ккал/моль. Заметим, что эта величина по крайней мере в два раза выше ее реального значения. В связи с чем вполне оправданно выглядит предположение, что водородная связь вносит вклад в стабилизацию регулярных структур полипептидного остова или, иными словами, является тем фактором, который диктует способ укладки полипептидной цепи. Так как водородная связь обладает направленностью и проявляется в узком интервале расстояний между группами NH и СО около 1,8 А, то, очевидно, наиболее предпочтительными должны быть те регулярные конформации, которые обеспечивают для образования водородных связей между всеми пептидными группами оптимальные условия. Именно такими конформациями оказались а-спираль и -структура складчатых листов, [c.233]

Детерминанта антигеннан. конформационнозависи-мая — детерминанта, структура которой, а следовательно, и специфичность зависят от пространс геенной конформации антигена. Характерна для глобулярных белков и синтетических полипептидов регулярного строения, образующих устойчивую вторичную структуру. [c.274]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология