Рибонуклеазы модель

Рибонуклеаза по модели, описанной Картой и полученной с разрешением 0,2 нм в результате синтеза Фурье для семи различных производных с тяжелыми атомами (7294 измерения), представляет собой молекулу почкообразной формы размером 3,8 X 2,8 X 2,2 нм. Активный центр фермента находится в почечной борозде — характерной щели, разделяющей молекулу иа две половины и содержащей ответственные за каталитическую активность остатки гистидина (положения 12 и 119) и лизина (положения 41 и 7). [c.402]

Рис. 3-25. Модель пространственной структуры рибонуклеазы А [218].

Для рибонуклеазы S пространственная структура определена с разрешением 0,35 нм [220, 221]. Результаты совпадают с моделью Карты. Найдено, что около половины S-пептида находится в виде о -спирали. Вся молекула содержит 15% спиральной и -75% /3-структуры. [c.403]

Вероятная конформационная модель белка. Природная рибонуклеаза является сравнительно простым белком (мол. вес 15 ООО), с макромолекулами, состоящими из одинаковых полипептидных цепей, содержащих по 124 аминокислотных остатка [c.438]

В настоящее время расшифрована структура первого фермента—рибонуклеазы. Этот фермент представляет собой поли пептидную цепь нз 129 остатков аминокислот. Цепь сложена определенным образом. Эти складки обеспечивают замыкание четырех ди-сульфидных мостиков между восемью цистеиновыми остатками (рис. 74). Исходя из этих соображений, можно построить определенную пространственную модель молекулы рибонуклеазы. [c.590]

Рис. 30. Модель пространственной структуры рибонуклеазы по данным работы [17] заштрихованная фигура—молекула субстрата в щели

Рис. 31. Пространственная модель молекулы рибонуклеазы по

Единственный путь определения формы молекул состоит в том, чтобы сделать их тем или иным способом видимыми , например с помощью рентгеновской кристаллографии. При исследовании высокомолекулярных веществ в растворе в настоящее время можно лишь выяснить, в какой степени их гидродинамическое поведение согласуется с принятой молекулярной моделью. Реально возможно рассматривать лишь те модели, которые поддаются обработке методами теоретической гидродинамики. Этому условию отвечают только модели эллипсоидов вращения (вытянутых или сплюснутых у полюсов) и модели гауссовых клубков. Последний тип моделей более близок физико-химикам, работающим в области полимеров, чем химикам, специализирующимся но белкам. Действительно, подобные конформации характерны скорее для длинных гибких нитевидных молекул, которые в растворе под влиянием броуновского движения принимают конфигурации неупорядоченных клубков, занимающих приблизительно сферическую область пространства. Свойства растворов молекул такого типа рассмотрены Флори [13] и Тенфордом [189]. Ограничения, налагаемые теорией, приводят к тому, что рассматриваемые модели лишь весьма приближенно описывают форму молекул. Реальные макромолекулы очень редко имеют форму правильных эллипсоидов вращения и никогда не бывают нитями незначительной толщины. В настоящее время детально выяснена форма молекул нескольких белков, например миоглобина [190] и рибонуклеазы [191], причем очень трудно подобрать подходящий эллипсоид, который аппроксимировал бы форму молекул этих веществ. Молекулы белков и, по-видимому, гликонротеинов могут иметь неправильную форму. Более того, нет оснований предполагать, что они являются вполне жесткими и непроницаемыми для растворителя. [c.73]

Атомистическая модель малого белка, ферментной рибонуклеазы 5. Темные атомы образуют часть активного участка фермента. Обычно белок полностью окружен молекулами воды. [c.36]

Ранее был показан ряд третичных структур. Они очень сложны, и обычно до того, как удается выяснить основные их особенности, приходится немало потрудиться. На одном рисунке очень трудно показать различные аспекты структуры. Некоторые из них можно представить себе только на реальной модели. Объемная модель часто оказывается недостаточно наглядной. Рис. 2.29 изображает такую модель для рибонуклеазы. Из модели видно, что белки — довольно плотные структуры очевиден также действительно сложный характер поверхности молекулы и формы области связывания (кармана) субстрата. Детали хода полипептидной цепи и характер вторичных структур по такой модели установить невозможно. [c.96]

На рис. 16.15И схематически показана область активного центра рибонуклеазы, содержащей связанный субстрат — динуклеозидфосфат В,рВ2. Этот рисунок сделан на основании молекулярной модели области активного центра фермента, представленной на рис. 16.15,Я. На рис. 16.15,/1 овалами обозначены В,, К, и р, — основание, рибоза и фосфатный остаток первого мономерного эвена динуклеозидфосфата, и В2 и К2 — основание и рибоза второго мономерного эвена. Кроме того, показано другое возможное положение основания второго звена (В2) и положение циклического фосфата (р, ). Когда фосфат находится в положении р,, остаток Ьу5-41 (расположенный вверху справа от фосфата) не может контактировать с фосфатной группой. Однако, когда фосфат находится в положении р,, остаток лизина способен вступать с ним в контакт. Н1 -12 локализован позади фосфатного остатка, тогда как №5-119 может занимать любое из четырех положений, обозначенных римскими цифрами от I до IV. Точное положение Н15-119 зависит, по-видимому, от того, какая молекула связана с ферментом. [c.80]

ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛИ ДВУХ СОСТОЯНИЙ К РИБОНУКЛЕАЗЕ [c.211]

В нач. 50-х гг. была выдвинута идея о трех уровнях организации белковых молекул (К. У. Линдерстрём-Ланг, 1952)-первичной, вторичной и третичной структурах. Определены первичные структуры инсулина (Ф. Сенгер, 1953) и рибонуклеазы (К. Анфинсен, С. Мур, К. Хёрс, У. Стайн, 1960). По данным рентгеноструктурного анализа были построены трехмерные модели миоглобина (Дж. Кендрю, 1958) и гемоглобина (М. Перуц, 1958) и, т. обр,, доказано существование в Б, вторичной и третичной структур, в т. ч. а-спирали, предсказанной Л. Полингом и Р, Кори в 1949-51. [c.248]

Впервые правомерность филогенетического подхода была продемонстрирована при изучении структуры тРНК- Оказалось, что вторичная структура любых тРНК независимо от вариаций в их нуклеотидных последовательностях описывается универсальной моделью клеверного листа . Еще более впечатляют результаты применения этого подхода к рибосомным РНК, когда из многих сотен расчетных моделей удалось выбрать по одной для РНК каждого типа . Как осуществляется такой выбор на уровне отдельных элементов вторичных структур РНК, показано на рис. 21, а на рис. 22 демонстрируется подобие вторичных структур РНК-компонента рибонуклеазы Р (о его ферментативной активности см. в гл. VIII). [c.38]

Конформация тРНК. Транспортные РНК выполняют в клетках разнообразные функции. Однако основная их задача заключается в осуществлении трансляции. В 1965 г. Р. Холли установил первичную структуру тРИК из дрожжей. Тогда же, исходя из представления, что наиболее стабильное состояние тРНК соответствует образованию максимально возможного количества водородно-связанных пар оснований, а также основываясь на экспериментальных данных по неравномерному гидролизу молекулы рибонуклеазами, Р. Холли предложил модель вторичной структуры тРНК необычной формы — с чередующимися одно- и двухцепочечными участками — и назвал эту структуру клеверным листом (рис. 197). [c.343]

После успешной расшифровки строения рибонуклеазы К. Хнр-сом, У. Штейном и С. Муром [76] и Р. Редфилдом и К. Анфин-сеном [77] в 1956 г. впервые появилась возможность создания полной модели фермента, активные центры которого образованы фрагментами нолипептидной цепи. [c.177]

Рис. 34. Модель молекулы рибонуклеазы. Цилиндры Н1—Н1 изображают винт а, а участки В1—В негеликоидальные полипептидные цепи между атомами восьми цистеиновых остатков, обозначенных I —VIII, образуются четыре связи 8-8.

При количественной трактовке этого вопроса следует рассчитать влияние солей на величины свободной энергии переноса групп из внутренней части молекулы белка в чистый растворитель как сумму солевых эффектов на величину растворимости малых модельных молекул. В работе [303] были рассчитаны свободные энергии переноса белка из воды в солевой раствор, приходящиеся на одну повторяющуюся единицу белковой цепи в зависимости от доли амидных групп и боковых цепей (которые рассматривали как совокупность метиленовых групп), доступных для растворителя в нативном и денатурированном белке для расчета использовали коэффициенты высаливания s СН,Г, СН2- и ONH0-групп. При сопоставлении свободных энергий переноса с влиянием солей на температуры перехода между свернутой и развернутой конформациями макромолекул было обнаружено хорошее согласие с данными, полученными для моделей, отвечающих свернутой конформации, где все такие группы погружены внутрь молекулы, а также для развернутой конформации, где все амидные группы и 80% (молекула желатины) или 110% (молекула рибонуклеазы) гипотетических j-боковых групп находились в контакте с растворителем. Расчет воспроизводит различный знак эффекта, например, для молекул двух разных конформации в растворе Na l. [c.140]

РИБОНУКЛЕАЗЫ (РНК-азы) — ферменты, катализирующие гидролитич. расщепление рибонуклеиновых к-т на олиго- и мононуклеотиды. Р. широко распространены в природе и присутствуют во всех исследованных тканях. Наиболее изучена панкреатическая Р., секретируемая поджелудочной железой [систематич. название полирибонуклеотид — 2-олиго-нуклеотидо-трансфераза (циклизующая) шифр 2.7.7.16 — см. Номенклатура и классификация ферментов]. Р., выделенная в кристаллич. виде из поджелудочной железы быка экстракцией разведенной серной к-той с последующим фракционированием (NH4)2S04 — белок основного характера (р/ 7,8) с мол. в. 13 ООО. Установлена природа и последовательность аминокислотных остатков, входящих в состав Р., и выяснены существенные детали ее пространственной структуры, что дало возможность воссоздать трехмерную модель этого белка. Молекула панкреатич. Р. представляет собой одинарную полипептидиую цепь, состоящую из 124 аминокислотных остатков N-концевой аминокислотой в молекуле Р. является лизин, С-концевой — валин. [c.337]

И представляют собой сложные сополимеры примерно двадцати различных аминокислот, все же их можно рассма тривать как гомологи со средним значением V = 0,74 0,01 и Мо 115. На рис. 2.7 [195] прямая 1 соответствует нативным белкам в глобулярном состоянии, а кривая 2 — полностью спирализоваиным (в отношении рибонуклеазы это не вполне достоверно). Пунктирная линия — теоретическая прямая, соответствующая формуле (2.26). Видно, что нативные белки дают линию, имеющую ничтожный наклон, т. е. их размеры увеличиваются с сохранением подобия формы. Это согласуется с представлением о глобулярных белках как о жестких частицах с умеренной асимметрией, аппроксимируемых эллипсоидальными моделями с отношениями осей не более 10, [c.106]

ЛипдерштрСм-Ланг предложил пространственную модель инсулина, а Шерага — структуру рибонуклеазы. Обе модели содержат как основной элемент отрезки спиралей Полинга—Кори. Линдерштрём-Ланг предположил, что пз двух пептидных цепей инсулина цепь А образует левые спирали, а цепь В — правые. [c.71]

Освоение искусственного фотосинтеза дает человечеству новый источник пищи, органического сырья и химической энергии, станет орудием управления составом атмосферы. Будущая технология искусственного фотосинтеза возьмет на вооружение модели естественных систем. Приход ферментных аналогов в химическую технологию уже начался. Так, лапример, в 1968 г. был уже получен первый синтетический фермент — рибонуклеаза, донорные свойства которого интенсивно изучаются. Работы ряда институтов, в том числе и Института элементоорганичерких соединений АН СССР, показали, что в присутствии соединений переходных металлов азот способен восстанавливаться при комнатной температуре до нитридов, гидролиз которых ведет к образованию аммиака. [c.208]

Как показывают кропотливые и подробные рентгенографические исследования сравнительно сложных белков, дело не ограничивается первичной и вторичной структурами, но суш,ествует еще и третичная структура, зависящая от складывания или закручивания цилиндрических спиралей. Понятие о третичной структуре может дать выясненная рентгенографически модель Кендрю молекулы миоглобнна. Третичная структура иногда (например, в кератине или коллагене) представляет собою несколько а-спиралей, цилиндры которых свиты друг с другом в виде кабеля. Иногда они имеют вид цилиндра а-спирали, многократно согнутого или сложенного, как в миоглобине (рйс. 123) или рибонуклеазе. Третичная структура, как показано на стр. 702 при разборе строения рибонуклеазы, также в основном обязана водородным связям, но при этом не получается идеальной а-спп-рали. Кроме того, третичная структура сильно зависит и от наличия дисульфидных цистиновых мостов, сшивающих разные места а-спирали, сближенные в силу изгиба цилиндра. [c.672]

Активный центр — щель в глобуле рибонуклеазы имеет довольно сложное строение, а каталитический участок содержит остатки гистидина, лизина, серина и треонина. На рис. 32 по данным работы [19] показано на модели строение активного центра рибонуклеазы после адсорбции различных ингибиторов. Гистидиновые остатки (His 12 и His 119) в комплексе с двумя первыми ингибиторами заряжены положительно. В состав активного центра входят лизиновые остатки (Lys 41 и Lys 7), оксигруппы Ser 123 и Tlir 45. Фенилаланин 120 играет большую роль в адсорбционном центре. Механизм действия рибонуклеазы рассматривается в гл. V. Недостаточное разрешение рентгенограмм не позволяет пока с такой определенностью, как для лизоцима, установить молекулярный механизм действия фермента. Однако имеющиеся данные позволяют считать достоверным тот факт, что каталитическая активность рибонуклеазы связана со щелевой адсорбцией молекулы субстрата и стерически обусловленными (жесткими) конформациями каталитически активных аминокислотных остатков относительно молекулы субстрата. [c.118]

Рибонуклеаза (КФ 2.7.7.16) переносит З -фосфат-пиримидин-нук-леотидный остаток из положения 5 соседнего нуклеотида в положение 2 самого пиримидинового нуклеотида с образованием циклического 2, 3 -нуклеотида. В этом случае она выполняет трансферазные функции. Рибонуклеаза поджелудочной железы способна также осуществлять перенос фосфорильной группы положения 2 циклического нуклеотида на воду. В последнем случае суммарная реакция выражается в деполимеризации RNA, и рибонуклеаза действует как эстераза, расщепляющая фосфоуглеродные связи и освобождающая мононуклеотид [18]. В активном центре фермента каталитически активными группами являются два остатка гистидина 12 и 119 [19, 20, 21], расстояние между которыми составляет примерно 10 A [21]. Входящий в состав активного центра остаток лизина участвует в связывании фосфатной группы субстрата. Модели активного центра рибонуклеазы приведены в гл. И1 на рис. 33 и 34. [c.174]

Заканчивая рассмотрение механизма действия ферментативных ЦПС, необходимо подчеркнуть, что они не являются ни цепями передачи протона, ни простыми аналогами систем сопряженных связей, ни прежними полупроводниковыми моделями ферментативной активности. ЦПС — это прототропная система, функционирующая путем альтернирующего изменения кратности связей (на 1), достигаемого за счет присоединения и отщепления протонов у ее концов (или в цикле). При этом протоны не переносятся по цепи, а лишь смещаются на доли длины межатомных связей при гетеролитическом разрыве и возникновении связей атомов водорода. Вместе с тем альтернирующее изменение кратности связей в ЦПС имеет мало общего с изменениями в системах сопряженных связей, поскольку ЦПС могут быть построены только с участием а-связей и разрывов (рибонуклеаза, ацетилхолинэстераза и т. п.), либо включать в себя перемещение единственной двойной связи (а-химотрипсин, каталаза и т. п.) или подключать часть системы сопряженных связей (как в некоторых пиридоксалевых ферментах). При этом характерное для системы сопряженных связей перераспределение гс-электронов не играет особой роли и не является решающим для построения ЦПС. Образование и распад активного комплекса при переносе заряда в ЦПС определяется присоединением и отщеплением протонов на концах открытых цепей или в циклах ЦПС, а не выигрышем энергии резонанса, как это иногда отмечают для системы сопряженных связей. При окислительно-восстановитель-ных реакциях в ЦПС часто происходит перенос и Н . [c.266]

К третьей группе принадлежат белки, у которых имеются участки, целиком построенные из а-спиралей, и участки, целиком состояш,ие из Р-слоев, — (а -Ь )-белки. На рис. 1.10 изображена модель стафилококковой нуклеазы — типичного представителя (а + Р)-белка. Примерами белков такого типа являются инсулин, попаин, рибонуклеаза. [c.64]

Однако исследование кинетики свертывания рибонуклеазы А, проведенное Болдвиным при различной вязкости растворителя, не обнаружило заметного влияния изменения скорости диффузии на скорость ренатурации белка [213]. Если не выходить за рамки эмбрионуклеационной модели, то эти данные можно объяснить свертыванием полипептидной цепи рибонуклеазы по механизму, в котором определяющими скорость процесса являются конформационные изменения эмбрионов перед их коалесценцией. [c.301]

К заключению о правомерности использования модели двух состояний склоняют также данные прецизионных измерений П.Л. Привалова и H.H. Хечинашвили тепловых эффектов (ДН) тепловой денатурации метмиоглобина, а-химотрипсина, рибонуклеазы, лизоцима и цитохрома с [39]. Для этих белков отношение ДН /ДН (ДН — зависящая от принятой модели вант-гоффовская энтальпия) равно 1,05 0,03. Отклонение весьма незначительно, и поэтому денатурацию пяти белков можно рассматривать в первом приближении как кооперативный переход между двумя количественно разными макроскопическими состояниями, при котором промежуточные формы неустойчивы и присутствуют в незначительных количествах. Двухстадийный процесс денатурации, согласно П.Л. Привалову [40] и Т. Крейтону [18], обычно имеет место у однодоменных белков. [c.350]

При исследовании термодинамики и кинетики денатурации рибонуклеазы А Т. Тсонг и соавт, [53] столкнулись с парадоксальной ситуацией, впрочем, уже встречавшейся при изучении денатурации цитохрома с. С одной стороны, термодинамика свертывания белка в нейтральной среде показывает отклонение, а в кислой — близкое соответствие двухфазному процессу (М О). С другой стороны, кинетика развертывания рибонуклеазы А в этих условиях свидетельствует об обратном. Попытка объяснить наблюдаемое несоответствие термодинамических и кинетических данных привела Тсонга и соавторов к разработке так называемой постадийной модели свертывания и развертывания белка, претендующей на обобщение известных фактов о денатурации. [c.355]

Под влиянием а-спиральной концепции К. Линдерстрем-Ланг вместе с Дж. Шеллманом (1954 г.) предложили третичную структуру инсулина, состоящую из левой а-спирали цепи А и правой - цепи Б. В. Лоу (1955 г.) построила структурную модель этого же белка из двух левых а-спиралей, а Г. Линдли и Дж. Коллет (1955 г.) - из двух правых. Три совершенно различные структурные модели, но в равной мере основанные на максимизации а-спирального содержания, были предложены также для рибонуклеазы. [c.71]

Часть раздетых вирусных частиц остается в лизосомах в течение всего цикла инфекции [37, 60, 269]. Сведения о том, какой вирус запускает инфекцию, — оставшийся в лизосомах или по кинувший их, — противоречивы. Присутствие в лизосомах кис лых фосфатаз и рибонуклеаз и отсутствие в них нуклеозидтри фосфатов делает внутрилизосомную модель маловероятной Данные о том, что раздетые частицы могут проникать в клетки минуя рецепторный путь, косвенно свидетельствуют в пользу того, что аналогичная возможность существует и для частиц внутри лизосом [37, 273, 348]. [c.286]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология