Денатурация агенты

Денатурация. Денатурация белков — сложный процесс, при котором под влиянием внешних факторов (температуры, механического воздействия, действия химических агентов и ряда других факторов) происходит изменение вторичной, третичной и четвертичной структуры белковой макромолекулы, т. е. ее нативной пространственной структуры. Первичная структура, а следо- [c.16]

Как уже указывалось выше (см. стр. 223), сравнительно мягкие воздействия на белок, не разрывающие пептидных связей, могут привести к утрате биологической функциональности — происходит денатурация белка. Она может быть вызвана нагреванием, механическим воздействием (ультразвук), изменением pH, действием различных химических агентов (например, мочевины). Денатурация состоит в разрушении пространственной структуры белковых молекул при сохранении первичной структуры цепей. Денатурированная молекула белка оказывается в состоянии статистического клубка с ограничениями, налагаемыми дисульфидными связями, или без них. Для глобулярных белков процесс денатурации сводится к переходу глобула — клубок. [c.242]

При высокой концентрации мочевины или гидрохлорида гуанидина в водном растворе происходит полная денатурация, которая в ряде случаев обратима после удаления денатурирующего вещества с помощью диализа. Отмеченные денатурирующие агенты находят широкое применение, поскольку можно достичь их высоких концентраций в водных растворах. Неупорядоченность вызывают также некоторые соли [23] и (в ограниченной степени) детергенты, например додецилсульфат [24]. Более широкие обобщения в этой области вряд ли возможны, поскольку для ряда аминокислот с функциональными группами в боковых радикалах наблюдались неожиданности, например, пoли(l-бeнзил- -ги тидин) в растворах, содержащих небольшие количества простых минеральных кислот, принимает неупорядоченную конформацию, тогда как в присутствии стехиометрического количества хлорной кислоты он существует в виде а-спирали. Кроме того, сообщалось [26], что присутствие додецилсульфата увеличивает упорядоченность фермента эластазы, начиная с довольно низкого уровня удаление детергента диализом приводит к глобулярному белку в предпочтительной р-форме. [c.433]

Денатурирующими агентами могут быть различные химические факторы кислоты и щелочи, изменяющие реакцию среды белковых растворов, выходящую за пределы значения pH от 3 до 10, т. е. лежащего вне зоны устойчивости белковых молекул разные легко гидратирующиеся соли, которые могут не только высаливать белки, по и денатурировать их в этом отношении остается справедливым лиотропный ряд для анионов Гофмейстера, в котором роданид и близлежащие к нему анионы вызывают денатурацию, в противоположность сульфатному концу ряда органические растворители, например ацетон, этиловый и метиловый спирты и др., снимающие водную оболочку у белков соответствующие окислители, производящие разрыв дисульфидных мостиков в белковой молекуле гуанидин и карбамид (мочевина), изменяющие количество водородных связей и, следовательно, конфигурацию белка (как бы производят плавление его комплексной спиральной структуры) и др. [c.209]

Сшивание предотвращает денатурацию в жестких условиях обработки и сохраняет неизменным активный центр. Наиболее широко используются в качестве сшивающих агентов иминоэфиры. Реагируя с доступными боковыми группами [c.258]

Необратимое осаждение белков, называемое денатурацией, происходит под действием тепла, сильных кислот или оснований или различных других агентов. Коагуляция яичного белка при нагревании — пример денатурации белка яичного альбумина. Крайняя легкость денатурации многих белков очень затрудняет их изучение. Денатурация вызывает глубокие изменения в белке и полностью уничтожает их физиологическую активность. (По-видимому, денатурация вызывает изменения во вторичной структуре белков, разд. 37.16). [c.1053]

Принцип спонтанности был первоначально сформулирован на основе экспериментов по ренатурации, которые свидетельствовали о том, что после денатурации нативного белка и последующего удаления денатурирующего агента цепь повторно и самопроизвольно свертывается в исходную конформацию [94, 412]. Однако обоснованность такого заключения подвергалась определенным сомнениям вследствие того, что денатурация белка могла быть неполной. [c.177]

Внешние проявления денатурации сводятся к потере растворимости, особенно в изоэлектрической точке, повышению вязкости белковых растворов, увеличению количества свободных функциональных 8Н-групп и изменению характера рассеивания рентгеновских лучей. Наиболее характерным признаком денатурации является резкое снижение или полная потеря белком его биологической активности (каталитической, антигенной или гормональной). При денатурации белка, вызванной 8М мочевиной или другим агентом, разрушаются в основном нековалентные связи (в частности, гидрофобные взаимодействия и водородные связи). Дисульфидные связи в присутствии восстанавливающего агента меркаптоэтанола разрываются, в то время как пептидные связи самого остова полипептидной цепи не затрагиваются. В этих условиях развертываются глобулы нативных белковых молекул и образуются случайные и беспорядочные структуры (рис. 1.12). [c.47]

Такие реагенты, как р-меркаптоэтанол и дитиотреитол, восстанавливающие дисульфидные связи, обычно облегчают денатурацию белков. В ряде случаев денатурации могут способствовать хелатирующие агенты (например, этилендиаминтетрауксусная кислота), которые связывают двухвалентные катионы (Са, Mg и др.). [c.104]

Итак, более глубокая денатурация белка на границе с маслом приводит к возрастанию прочности межфазных слоев. Подтвердить это положение можно опытами, в которых измеряется поверхностная прочность слоев при заведомо протекающих процессах поверхностной денатурации белков (ири повышении температуры и добавлении денатурирующих агентов). Повышение температуры приводит к разрушению нативной структуры глобул — молекулы денатурируются и развертываются, вследствие чего изменяется гидрофильно-гидрофобный баланс молекул. При этом наблюдается ускорение процесса образования прочного межфазного слоя [27, 28]. [c.204]

Фактором, вызывающим денатурацию, является также образование нерастворимых солей белков. С этим можно встретиться в случаях отравления солями тяжелых металлов (ртути, свинца, серебра и др.). При таких отравлениях в качестве противоядия используют белки с повышенным содержанием кислотных групп, например яичный альбумин. Он действует как конкурент белков организма и сам связывает токсичный агент, образуя с ним нерастворимую соль, которая затем выводится из организма. [c.422]

Устойчивость нативной спиральной структуры к воздействию различных денатурирующих агентов на ДНК с различным нуклеотидным составом связана с содержанием в них ГЦ-пар нуклеотидов, а именно о повышением содержания ГЦ-пар термостабильность ДНК (устойчивость к денатурации нагреванием) возрастает линейно. [c.104]

ДЕНАТУРАЦИЯ ж. Разрушение пространственной структуры биополимеров, приводящее к утрате ими биологически активных свойств происходит под действием тепла, химических агентов и т.п. [c.121]

Денатурация белков может быть произведена, кроме нагревания (и других форм энергии, как, например, ультрафиолетового излучения или высоких давлений), некоторыми химическими веществами. Различают три категории подобных денатурирующих агентов вещества, вызывающие ионизацию (кислоты, основания), вещества, денатурирующие белки в их изоэлектрической точке (мочевина, гуанидин, салицилаты, тиоцианаты и различные детергенты, причем последние действуют в небольших концентрациях) и некоторые органические растворители (снирт, ацетон). [c.439]

Большая группа экспериментальных данных свидетельствует о том, что конформация молекулы лизоцима и ориентация функциональных групп его активного центра сходны, возможно идентичны, в кристалле и в растворе. К ним относятся, например, результаты сравнительного изучения денатурации растворимого и кристаллического (тетрагонального) лизоцима нод действием температуры и денатурируюпщх агентов с номон ью дифференциальной сканирующей калориметрии [35]. В этой работе было показано, что термодинамические параметры тепловой денатурации фермента и температура денатурацнп близки для фермента в кристалле и растворе. Далее, денатурирующее влияние алифатических спиртов также оказалось одинаковым по отношению к лизоциму в двух физических состояниях, и анализ данных показал, что конформация молекул лизоцима в растворе или кристалле одинаково зависит от гидрофобных взаимодействий с раствори- [c.155]

Из всех физических свойств природного белка растворимость наиболее легко изменяется, причем эти изменения удобно наблюдать. Нагревание белка в водном растворе или в солевых растворах при изоэлектрической точке приводит к полному осаждению. Если же денатурация белка происходит в присутствии растворяющего агента, например в присутствии кислоты или основания, то денатурированный белок остается в растворе и осаждение происходит лишь после установления pH изоэлектрической точки. Денатурированные белки не могут быть [c.439]

Многочисленные наблюдения показывают, что денатурация обратима. Многие белки, такие, как гемоглобин, сывороточный альбумин, трипсин и химотрипсин, денатурированные и затем сохраняемые в растворе при низкой температуре, вновь приобретают (иногда после удаления денатурирующего агента) все свойства исходного белка, а именно растворимость, спектр, склонность к кристаллизации, маскирование некоторых групп 8Н и 8—8 и ферментативную активность. В некоторых случаях можно было даже изучить равновесие между природным и денатурированным белком. Однако в других случаях после денатурации происходит более глубокое превращение молекулы, причем возвращение к исходному состоянию становится невозможным (так, например, денатурация яичного белка необратима). [c.440]

Выбор того или иного метода для выделения ДНК в каждом конкретном случае определяется природой использованного биологического материала. С подробным описанием методов выделения ДНК из животных и растительных тканей и из бактерий можно познакомиться в другой работе [9]. При работе с микроорганизмами одним из наиболее подходящих является метод Мармура [10]. Он сводится к разрушению клеток, денатурации клеточных остатков и удалению РНК при помощи рибонуклеазы с последующим избирательным осаждением ДНК изопропанолом. С целью предотвращения загрязнения ДНК двувалентными ионами металлов и разрушения ее дезоксирибонуклеазой добавляют хелирующие агенты и додецилсульфат натрия. [c.63]

Под влиянием кислот инсулин претерпевает денатурацию, но основания регенерируют исходную физиологически активную форму. Агенты, разрывающие связи 8—8 необратимо денатурируют инсулин. Инсулин образует соединения с двухвалентными металлами из поджелудочной железы выделяют, как правило, хорошо кристаллизующееся соединение с цинком. Инсулин переваривается пепсином и химотрипсином и незначительно атакуется трипсином. Инсулин не проявляет антигенных свойств при впрыскивании животным, относящимся к другим родам, чем тот, из которого он был выделен. Как уже отмечалось инсулин быка, овцы и лошади различаются между собой последовательностью трех аминокислот определенного участка молекулы. Однако эти аминокислоты не имеют значения для физиологической активности гормона поэтому инсулин, выделенный из животных, может служить лекарственным препаратом для человека. [c.447]

Иммобилизованные ферменты часто проявляют повышенную устойчивость к денатурирующим агентам. На рис. 12.7 показан ход необратимой денатурации нативного и иммобилизованного хи- [c.434]

Легкие воздействия приводят к незначительным нарушениям структуры, восстанавливающейся по устранении воздействия, — это обратимая денатурация. Более сильное и длительное воздействие заканчивается необратимой денатураг ией. Денатурирующими агентами могут быть концентрированные кислоты, щелочи, соли тяжелых металлов, алкалоиды и другие вещества, а также ряд физических факторов температурный (нагревание выше 60° С или м югократное чередование замораживания и оттаивания), [c.183]

Денатурация является уникальным свойством белков, неизвестным для других макромолекул. Чувствительнссть белков к денатурации варьирует в широких пределах так, инсулин очень устойчив. Некоторые белки в большей или меньшей степени могут ренатурировать после удаления денатурирующих агентов. [c.688]

Что касается опасности денатурации, то динамическая хроматография обычно выгоднее статической, так как возможность довольствоваться частичной десорбцией вещества с сорбента (в условиях равновесия) позволяет использовать меньшие концентрации диссоциирующих агентов. Влгесте с тем не следует забывать, что в отношении продолжительности процесса элюции преимущество всегда за статическим вариантом, а это иногда может оказаться решающим. [c.408]

Филирование белков влажным способом по технологии Бойера связано с рядом неудобств. Этот способ пригоден для обработки только очищенных белков, а поэтому часто дорогостоящих, с выраженной пригодностью к филированию. Способ не дает возможности текстурировать белки, трудно поддающиеся очистке, независимо от того, находятся они в виде муки или концентратов, и белки, которые плохо филируются после таких видов технологической обработки, как химический или ферментативный гидролиз. Данный технологический процесс предполагает также денатурацию белков при высоких pH, что может приводить к изменению питательных свойств получаемого волокнистого продукта [20]. Этих затруднений можно избежать, вводя в прядильные растворы в качестве агента текстурирования полисахариды в количестве нескольких процентов. В этом случае белки входят в состав волокон просто как наполнитель. [c.543]

Ферменты являются белками, поэтому любые агенты, вызывающие денатурацию белка (кислоты, щелочи, соли тяжелых металлов, нагревание), приводят к необратимой инактивации фермента. Однако подобное инак-тивирование относительно неспецифично, оно не связано с механизмом действия ферментов. Гораздо большую группу составляют так называемые специфические ингибиторы, которые оказывают свое действие на какой-либо один фермент или группу родственных ферментов, вызывая обратимое или необратимое ингибирование. Исследование этих ингибиторов имеет важное значение. Во-первых, ингибиторы могут дать ценную информацию о химической природе активного центра фермента, а также о составе его функциональных групп и природе химических связей, обеспечивающих образование фермент-субстратного комплекса. Известны вещества, включая лекарственные препараты, специфически связывающие ту или иную функциональную группу в молекуле фермента, выключая ее из химической реакции. Так, йодацетат I H,—СООН, его амид и этиловый эфир, пара-хлормеркурибензоат lHg—С Н,—СООН и другие реагенты сравнительно легко вступают в химическую связь с некоторыми SH-группами ферментов. Если такие группы имеют существенное значение для акта катализа, то добавление подобных ингибиторов приводит к полной потере активности фермента [c.147]

Нельзя согласиться, чтобы все перечисленные агенты действовали в одинаковом направлении и приводили к тождественным результатам. Можно считать, что все они действуют коагулирующе путем дегидратации и все, кроме спирта, ацетона и таннина, снимают с протеинового золя электрический заряд. Отметим здесь некоторые особенности действия, присущие вышеперечисленным агентам денатурации. По исследованиям Леба действие анионов и катионов обусловливается зарядом протеина в кислую сторону от изоэлектрической точки при положительном заряде протеина происходит присоединение к нему аниона. В щелочную сторону от изоэлектрической точки при отрицательном заряде протеина присоединяется катион. Таким образом рассматривая денатурирующее действие солей тяжелых металлов, надо всегда иметь в виду заряд раствора протеина, в зависимости от которого происходит присоединение к протеину или катиона или аниона. Процесс протекает следующим образом при прибавлении соли тяжелого металла к раствору отрицательно заряженного протеина происходит коагуляция с поглощением катиона. Заряд протеина нейтрализуется или даже возникает противоположный заряд,-—происходит коагуляция. Дальнейшее прибавление соли тяжелого металла ведет к растворению коагулированного протеина и одновременно с этим последний перезаряжается,-—он получает положительный заряд- Следующее прибавление соли поведет к новой коагуляции протеина, при которой будет поглощаться анион соли- Изоэлектрический протеин не соединяется ни с катионами, ни с анионами 4 Следовательно. протеин, приведенный в изо-электрическое состояние, легко может быть отмыт от сопровождающих его примесей. Несмотря на мнение Леба, что присоединение [c.28]

Так же как и двухцепочечные полинуклеотиды, одноцепочечные молекулы могут денатурировать с разрушением вторичной и третичной структур. Денатурация наблюдается при повышении температуры, понижении ионной силы или добавлении в среду дена-турирующих агентов — мочевины, органических растворителей и т. д. [c.344]

Характерной особенностью биологически активных белков является лргУпгть. с которой они изменяются под влиянием тепла, ферментов, кислот и различных орГанйческих соединений.. При этом происходит денатурация белка 102 с полной утратой его, биологической активности. Денатурация, которая, как правило, является необратимым процессом, представляет собой скорее фи зическую или внутримолекулярную перегруппировку,, чем химическое изменение структуры нативного белка она меняет специфическую пространственную конформацию макромолекулы,/ но не сопровождается гидролизом ковалентных связей. В живых организмах эта конформация возникает в результате взаимодействия боковых ответвлений полипептидных цепей, являясь термодинамически неравновесной во время денатурации белок переходит в равновесную денатурированную форму. При достаточно сильном воздействии ферментов, тепла и различных химических агентов могут все же произойти более глубокие изменения вплоть до расщепления макромолекулы на отдельные аминокислоты вследствие гидролиза по пептидным связям. [c.331]

В ранних исследованиях отмечались изменения оптического вращения, показателя преломления, поверхностного натяжения и электропроводности. Эти данные рассмотрены Арноу [31]. Изменения оптического вращения представляются нам наиболее важными и заслуживающими дальнейшего исследования. Остается неясным, аналогичны ли изменения белков при облучении изменениям при денатурации в отношении действия таких денатурирующих агентов, как тепло, соли и мочевина. Денатурация состоит прежде всего в развертывании полипептидных цепей белка из извитой конфигурации (по крайней мере частично спиральной) в более или менее беспорядочную структуру. Такая перестройка происходит, по-видимому, без агрегации и без образования или разрывов ковалентных связей [77]. Эю развертывание белковых структур связано со значительными изменениями оптического вращения [78]. Действие облучения, например потеря растворимости и увеличение вязкостп, в некотором отношении сходно с денатурацией, но все же на основании современных данных представляется, что оба эти явления различны во многих отношениях. Основное действие облучения заключается в образовании и разрыве ковалентных связей. Исследования оптического вращения, особенно в ультрафиолетовом свете, могут быть полезными при изучении этой области. [c.229]

С повышением темпердтуры падает вязкость подвижной фазы, а следовательно, и гидродинамическое сопротивление столбика сорбента соответственно сокращается время достижения равновесия. Теоретически верхним пределом температуры в колонке служит та величина, при которой наступает тепловая денатурация белков. На практике приходится работать при более низкой температуре, в особенности при наличии в исследуемой смеси протеаз и других гидролаз. В ряде случаев, в частности при обработке тканевых экстрактов, рекомендуется работать при температуре близкой или ниже О °С и в буфере, содержащем несколько процентов изопропанола. В этом нет необходимости, если рн среды не совпадает с оптимальной областью действия гидролаз, или в среде присутствуют ингибиторы протеаз, или выделение ведут в присутствие денатурирующих агентов, таких, как солянокислый гуанидин или мочевина, наконец, когда исследуемый белок отделяют с помощью специфического сорбента (например, при аффинной хроматографии) [1]. [c.422]

Белки, обеспечивающие все эти функции, а также и многие другие, обладают свойством, отсутствуюпщм у других соединений, а именно специфичностью. Белки различных животных и растительных родов являются типичными только для последних и отличаются от белков других родов, тогда как крахмал, гликоген и жиры очень мало отличаются друг от друга у различных родов. Иногда наблюдаются различия даже между белками индивидуальных представителей одного и того же рода. Следовательно, число встречающихся в природе белков крайне велико. Наконец, особенно характерным свойством белков является способность к денатурации — глубокому, в некоторых случаях необратимому превращению, которое претерпевают белки под действием тех же физических и химических агентов, которые убивают или повреждают живые организмы. Легкость, с которой это происходит, позволила сделать вывод, что белки имеют исключительно сложную и лабильную структуру, или, точнее, конформацию, присушую только этому классу соединений. [c.415]

Конформации. Уникальные биологич. свойства Б. во многом определяются их существованием в р-рах в упорядоченной конформации. Это связано со слабыми внутримолекулярными взаимодействиями, среди к-рых первостепенную роль играют водородные связи и гидрофобные взаимодействия. Под действием агентов, нарушающих эти взаимодействия, происходит денатурация Б., т. с переход от нативной уникальной конформации к конформации беспорядочного клубка. В нек-рых случаях удается осуществить эффективную ренатура-цию Б. [c.129]

Известны различные денатурирующие агенты. Высококонцентрированные гуанидингидрохлорид и мочевина используются для денатурации белков чаще всего. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что гуанидингидрохлорид с восстанавливающим агентом (используемым для разрыва дисульфидных связей и предотвращения образования дисульфидных связей из SH-rpynn, освобождающихся при денатурации) является тем агентом, который следует использовать, если ставится задача достижения полной диссоциации молекул белка до составляющих их полипептидных цепей. [c.424]

Различают обратимую и необратимую денатурацию. При обратимой денатурации белки могут вновь приобретать бпологическую активность в случае прекращения действия денатурирующего агента или при добавлении каких-либо других веществ, а при необратимой денатурации биологическую активность денатурированных белков восстановить нельзя. [c.213]

Важно от.метить, что в процессе денатурации меченого белка увеличивалась лишь доля узкого сигнала ЭПР (рис. 39), в то время как отношение интенсивностей его колшонент оставалось постоянным. Эти результаты свидетельствуют о том, что под действием и мочевины, и диоксана в сывороточном альбумине происходят конформационные переходы только между двумя состояниями — нативным и модифицированным, а промежуточные ступени, по-видидюму, отсутствуют. Существенно, что изменения конформации сывороточного альбумина происходят в довольно узких пределах концентраций денатурирующих агентов. [c.169]

Во многих случаях под влиянием различных физических и химических агентов происходит свертывание белковых растворов с образованием осадков, неспособных более к обратному растворению. Такой белок называется денатурированным белком. Денатурация яв [яется характерным свойством белков. Имеюгдиеся экспериментальные данные указывают на то, что в основе денатурации лежат физические или физико-химические внутримолекулярные изменения нативного белка, ведущие к потере специфической конфигурации белковой молекулы. Можно считать, что денатурация представляет собой любое негидролитическое нарушение уникальной структуры нативного белка, которое приводит к изменению [c.17]

Важным свойством Б. является их способность к денатурации. Этим понятием обозначают явления, связанные с изменениями вторичной, третичной и четвертичной структур Б. при воздействии различных агентов (нагревание, действие к-т, щелочей, УФ-лучей, ионизирующей радиации, ультразвука и др.). Денатурация Б. обычно сопровождается уменьшением их растворимости, увеличением вязкости, освобождением функциональных групп, потерей биологич. активности и др. В настоящее время слишком общее понятие денатурация заменяется описанием коикретных изменений молекул В, при тех или иных условиях. [c.193]

Денатурацию вызывают различные агенты и факторы тепло, ультрафиолетовое излучение, органические растворители, мочевина, солянокислый гуанидин, бромистый литий, детергенты, кислоты, щелочи и т. д. Состояния, к которым приводит вызванная этими агентами денатурация, могут быть весьма различными. Так, например, полная денатурация нагреванием часто оказывается необратимой, а денатурация под действием лгочевины обычно обратима — при удалении мочевины нативная форма белка восстанавливается. Совершенно очевидно, что состояния, в которых оказывается молекула белка при обратимой и необратимой денатурации, должны существенно различаться. [c.115]