Модификация химическая также Белки

Рассмотренный выще механизм можно назвать минимальным в том смысле, что он предполагает использование на каталитических стадиях всего двух групп белка (Туг-248 и 01и-270), молекулы воды и иона цинка. Изучение химической модификации указало также на участие в катализе остатка гистидина. Хотя из-за удаленности остатков Н1з-69 и Н1з-196 от субстрата представляется маловероятным, что они служат нуклеофилами, вполне возможно, что один из них перестает быть лигандом у атома цинка [5] и в качестве основания принимает участие в переносе протона. Эта стадия может не лимитировать скорость реакции. Однако при связывании не обнаруживается удаления какого-либо из остатков гистидина от атома цинка. По аналогии с карбоангидразой рассматривался также механизм, включающий атаку по карбонильному атому углерода субстрата ОН -группой, присоединенной к иону цинка [2]. Из-за стерических препятствий такой механизм менее вероятен, чем тот, в котором роль цинка заключается в поляризации кислородного атома карбонильной группы субстрата. [c.548]

Не во всех случаях, в которых применяется химическая модификация белков, следует соблюдать столь ограничивающие условия. При получении производных белка с целью исследования его структуры или физических свойств, а также для анализа существенной является не обратимость реакции, а ее специфичность, причем в отдельных случаях не требуется даже специфичности. При химической обработке белков с целью промышленного их использования можно допускать и необратимые изменения. [c.273]

Достаточно развернутое описание белков в предыдущих главах не включает поперечных связей и эпигенетических модификаций. Наиболее обычной поперечной связью является дисульфидный мостик, который служит как механическим, так и химическим целям. Механически важные поперечные связи часто образуются с использованием е-аминогруппы Lys. В процессе эпигенетических модификаций главная цепь часто расщепляется. Это очень важный физиологический инструмент, поставляющий необходимый белок в нужное место и в нужное время. Распространены также модификации боковых цепей, которые наделяют ферменты новыми свойствами. Обо всех этих явлениях следует помнить при попытках вывести конкретные заключения из довольно общих принципов, изложенных в начале этой главы. [c.81]

В наше время часто ту или иную новую науку — кибернетику, ядерную физику или молекулярную биологию — называют наукой века . К таким наукам относится и старейшая наука химия, изучающая превращения вещества, результатом развития которой явилось создание новых соединений, открывших дорогу технической революции, таких как неизвестные ранее, но крайне нужные в наше время вещества — красители, антибиотики, каучуки, пластмассы, синтетические волокна, высококалорийное топливо и т. п. Уже давно используются такие природные высокомолекулярные соединения, как целлюлоза, крахмал, белки, кожа, шерсть, шелк, мех, каучук, обладающие многими ценными свойствами. Постепенно ученые научились придавать полимерам нужные механические и физические свойства. Изучив химическую природу полимеров и возможности ее направленного изменения, стали получать новые ценные материалы (например, вискозу) путем модификации природных полимеров. Более того, сложнейшие по структуре природные полимеры, а также и совершенно новые, которые природа не синтезирует (полиэтилен, полипропилен, полистирол, поливинилхлорид, фенолформальдегидные смолы, полисилоксаны и др.), созда- [c.4]

Способы второго типа следующие а) влияние многоатомных спиртов (типа глицерина и т. п.) в) влияние углеводов, моно- и дисахаридов, а также некоторых полисахаридов в) влияние неорганических электролитов, ионов минеральных солей г) специфическое действие некоторых ионов металлов (Са +, и др.) д) действие одних белков на другие, в том числе на ферментные белки е) действие нуклеиновых кислот ж) действие солей жирных кислот, детергентов и иных органических длинноцепочечных ионов в малых концентрациях з) действие некоторых кислых красителей и) влияние определенных видов химических модификаций, которые могут приводить к повышению устойчивости макроструктуры. К этому типу относятся еще четыре способа стабилизации, характерные для ферментов и связанные с воздействием на их активный центр. Это влияние субстратов, продуктов реакции, коферментов, простетических групп, специфических ингибиторов ферментов. [c.163]

В интересах точности не следует утверждать, что биологическая активность определяется каким-либо одним типом функциональных групп (например, фенольными или аминными группами и т. п.) правильнее считать, что данная функциональная группа или определенная часть функциональных групп одного или, возможно, нескольких типов участвует в создании структуры, обусловливающей биологическую активность. Именно эти специфические структурные соотношения можно успешно исследовать при помощи физико-химических измерений. Во-первых, если нельзя показать, что при деблокировании первоначально экранированных функциональных групп биологическая активность восстанавливается, то следует при помощи физических методов установить, что денатурация не имела места. Во-вторых, следует выяснить степень молекулярной и электрохимической гетерогенности производных в ее связи с критерием гомогенности биологической активности. В-третьих, необходимо учесть возможные неспецифические влияния модификации белка на его физическую структуру. Если с одним молем белка вступает в реакцию только один моль реагента, в результате чего образуется совершенно неактивное соединение (как это наблюдается в случае ДФФ-химотрипсина), то можно утверждать, что активность белка обусловлена только одной, хотя и неизвестной до сих пор [141 в], функциональной группой или одним участком белковой молекулы. Однако если интенсивное замещение или блокировка только уменьшают активность, то этот эффект, повидимому, не является специфическим и объясняется общим изменением суммарного заряда или микроскопическим перераспределением. Следует принимать во внимание также и стерические эффекты. В настоящее время большое разнообразие относительно специфических химических реагентов позволяет производить исследование как электростатических, так и стерических эффектов. Это можно сделать, обрабатывая белок, например, такими двумя реагентами, как кетен и недокись углерода, один из которых образует новую нейтральную функциональную группу, а второй превращает основную функциональную группу в группу с кислотными свойствами. Подобным же образом для введения в одно и то же положение положительного или отрицательного заряда, а также для исследования стерических затруднений можно применять диазосоединения. Для такого рода исследований можно воспользоваться целым рядом аналогичных комбинаций. [c.352]

Наличие поперечных химических связей в белках сообщает им специфические свойства, такие, как нерастворимость, меньшая способность к набуханию под действием полярных растворителей и повышенная прочность в мокром состоянии. В небольших молекулах таких биологически активных белков, как инсулин и рибонуклеаза, поперечные дисульфидные мостики оказываются необходимыми для проявления этими белками биологической активности. При этом дисульфидные поперечные связи не участвуют непосредственно в биохимических процессах, а функции их заключаются в сохранении в неизменном состоянии такой конформации молекул белка, которая необходима для проявления биологической активности. Модификация дисульфидных поперечных связей шерсти, а также введение в нее новых поперечных связей часто придают новые интересные свойства этому белку. Такими свойствами могут быть повышение прочности на разрыв, уменьшение способности к свой-лачиванию, увеличение устойчивости к агрессивным химическим реагентам (щелочи, кислоты, окислители или восстановители), повышение устойчивости к моли и износостойкости, а также повышение прочности окрашивания. Было показано, что дубление коллагена, необходимое для превращения сырья в технический продукт, также является процессом образования поперечных связей. Поскольку коллаген не содержит цистеина или цистина, в сшивании, протекающем при дублении, участвуют, по-видимому, другие группы, возможно аминные и гидроксильные. В настоящем разделе будут рассмотрены в первую очередь поперечные химические связи упоминавшихся выше классов белков. Шерсть — типичный кератин, являющийся одним из наиболее детально изученных в этом плане белков, дает интересные и наглядные примеры образования, расщепления и поведения как дисульфидных, так и вводимых искусственно поперечных химических связей другого типа. [c.395]

Химическая модификация фермента. Некоторые белки при формировании третичной структуры подвергаются постсинтетической химической модификации (см. главу 1). Оказалось, что активность ряда ключевых ферментов обмена углеводов, в частности фосфорилазы, гликогенсинтазы и др., также контролируется путем фосфорилирования и дефосфорили-рования, осуществляемого специфическими ферментами—протеинкиназой и протеинфосфатазой, активность которых в свою очередь регулируется гормонами (см. главу 10). Уровень активности ключевых ферментов обмена углеводов и соответственно интенсивность и направленность самих процессов обмена определяются соотнощением фосфорилированньгх и де-фосфорилированных форм этих ферментов. [c.154]

Принципы и критерии, принятые в настоящей статье для анализа химических реакций белков, в значительной степени основаны на принципах и методах, предложенных в появившихся почти одновременно фундаментальных обзорах Херриотта [18] и Олькотта и Фрегакель-Коярата [19]- В этой статье будут рассматриваться только неионные реакции, которые затрагивают главные связи боковых цепей аминокислот. Гидролиз пептидной связи и простые процессы ионизации из рассмотрения исключаются. Уже установлено, что денатурация представляет собой внутримолекулярное изменение, вызываемое разрывом лабильных электростатических связей (водородных или ионных). Конечно, денатурацию можно вызвать также жесткой обработкой при помощи белковых реагентов, но основное внимание будет уделено реакциям, протекающим в мягких условиях и не Приводящим к необратимым структурным изменениям. В противном случае значение химической модификации белка для выяснения его [c.271]

Но, конечно, нет правил без исключений. В природе встречаются белки, вообще не содержащие некоторых из приведенных на рис. 13 аминокислотных остатков, например цистеина. В пепсине, протеолитическом ферменте с молекулярной массой около 35 ООО имеются не два десятка, как этого можно было бы ожидать, а всего лишь две аминогруппы одна в-лизина и одна Л -концевая. Но недостаток одних групп на поверхности белковой молекулы компенсируется другими. В общем, количество функциональных групп в белках, доступных модифицирующим агентам, достаточно велико и, казалось бы, нет особых проблем для ковалентной иммобилизации белковой молекулы с использованием хотя бы одной из этих групп. Тем не менее проблемы существуют и не малые. Дело в том, что в процессе ковалентной иммобилизации должны участвовать только те группы молекулы белка, которые не существенны для его функции (в нашем случае — катализа). С этой позиции попытаемся выявить в белке группы-мишени, наиболее предпочтительные для целей ковалентной иммобилизации. Для этого используем следующие критерии. Во-первых, группы-мишени должны быть высокореакциоиноспо-собными, чтобы по возможности обеспечить избирательность реакции модификации, а также ее протекание в мягких неденатурирующих условиях. Во-вторых, таких групп в белке должно быть достаточно много, чтобы обеспечить широкие возможности для введения новых химических связей в белковую молекулу с регуляцией их числа и локализации и снизить таким образом вероятность модификации активных центров ферментов. Данные о сравнительной реакционной способности и относительному содержанию аминокислотных остатков приведены на рис. 13.. [c.84]

За последние 20 лет в области энзимологии достигнуто глубокое понимание физико-химической сущности биологического катализа, выявлены основы специфичности и стереоспецифичности действия ферментов, найдены механизмы регуляции таких важнейших свойств ферментов, как активность и стабильность. Широкое развитие методов химической модификации и иммобилизации белков, а также достижения современной биохимии н микробиологии дали возможность выделять практически любой фермент в нужном количестве и на его основе создавать необходимый гетерогенный катализатор. Благодаря этому, с начала 70-х годов ферменты стали находить применение в современной промышленности и медицине. Экономический эффект только от внедрения первого в нашей стране процесса инженерной этимологии — биокаталитического получения 6-аминопени-циллановой кислоты — составил более 100 млн. рублей. Открылись широкие перспективы использования ферментов для анализа, в 10ИК0М органическом синтезе, в системах биоконверсии солнечной энергии и ряде других областей. [c.6]

К матрице аффинного сорбента, помимо общих для всех хроматографических матриц требований (нерастворимость п гидрофильпость, жесткость, подходящая форма и размер гранул, химическая стабильность в условиях модификации и в самом хроматографическом процессе, отсутствие неспецифической адсорбцип ж др.), предъявляется требование наличия химических групп, позволяющих с помощью несложной химической реакции ковалеитио связывать с матрицей разнообразные биологические молекулы (лиганды и спейсе-ры). Наиболее удобными с этой точки зрения оказались гидроксильные группы полисахаридных матриц — агарозы и сефадексов, а также амидные группировки полиакриламидного геля. Если иметь в виду аффинную хроматографию белков или использование белко- [c.342]

Поставленные задачи решаются на основе современных методов исследования ферментов. Практическая направленность занятий связана с освоением различных методов регистрации скоростей ферментативных реакций, включающих использование сопряженных ферментных систем и метода радиоактивного анализа. С целью определения активности мембранных ферментов осваиваются техника получения различных субклеточных структур и приемы работы с различными типами детергентов. Проблемы структурного анализа ферментов решаются с привлечением методов избирательной химической модификации белков, флуоресцентных методов, а также методов ковалентной и адсорбционной иммобилизации на различных носителях, включая искусственные фосфолипидные мембраны (липосомы). Кроме того, осуществляется практическое знакомство с различными аспектами кинетического исследования ферментов осваиваются различные способы оценки кинетических параметров, ингибиторный анализ, проводится исслс- [c.329]

Здесь мы не будем рассматривать преднамеренную модификацию аминокислотных остатков в белках, которая, разумеется, щи-роко используется для изучения их структуры. Артефакты, образующиеся в результате нагревания белков или при обработке химическими препаратами для других целей, также не столь редки. Например, термическая обработка протеинов молока в результате взаимодействия глюкозы с е-аминогруппой лизина приводит к образованию кислотоустойчивых соединений пиридозина (1) и фу-ранозина (2) [7]. Использование глутарового альдегида для сщи-вания цепей белка также вовлекает в реакцию лизин, при этом образуется [8] пиридиниевое производное (3). [c.229]

Одной из широко распространенных химических постсинтетических модификаций является фосфорилирование остатков серина и треонина, например, в молекуле гистоновых и негистоновых белков, а также казеина молока. Фосфорилирование-дефосфорилирование ОН-группы серина абсолютно необходимо для множества ферментов, например для активности гликоген-фосфорилазы и гликоген-синтазы. Фосфорилирование некоторых остатков тирозина в молекуле белка в настоящее время рассматривается как один из возможных и специфических этапов формирования онкобелков при малигнизации нормальных клеток. Хорошо известны также реакции окисления двух остатков цистеина и образование внутри- и межцепочечных дисульфидных связей при формировании третичной структуры (фолдинг). Этим обеспечивается не только защита от внешних денатурирующих агентов, но и образование нативной конформации и проявление биологической активности. [c.533]

Субстраты — малые молекулы или малые группы больших молекул. Напротив, фермент макромолекулярен. Следовательно, субстрат непосредственно взаимодействует с определенным малым участком молекулы фермента — с ее активпы.и центром. Природа активного центра, т. е. совокупность и расположение аминокислотных остатков, а также кофакторов (см. с. 48), входящих в его состав, установлена для ряда ферментов. Мы уже упоминали о фермент-субстратном узнавании (с. 58). Изменения активности, возникающие в результате химической модификации белка, позволяют выявить функциональные группы активного центра. Сведения о его структуре дают оптические и спектраль- ные методы, а также рентгеноструктурный анализ комплексов фермента с конкурентными ингибиторами, строение которых близко к строению субстратов. [c.182]

При образовании ФСК малая молекула субстрата стехиомет-рически связывается с большой молекулой фермента. Очевидно, субстрат непосредственно взаимодействует с определенным малым участком молекулы фермента — с ее активным центром. Природа активного центра, т. е. совокупность и расположение аминокислотных остатков, а также кофакторов (см. стр. 94), входящих в его состав, устанавливается посредством химических и физических исследований. Изменения активности, возникающие в результате химической модификации белка, позволяют выявить функциональные группы активного центра. Сведения [c.374]

Как известно, в химии белка, а в самые последние годы и в химии нуклеиновых кислот начинает приобретать значение химический подход к специфическому гидролизу биополимера. Этот подход основан на специфической реакции одного какого-либо типа мономерных звеньев биополимера, в результате которой происходит химическая модификация всех таких звеньев в молекуле. В модифицированном биополимере связи между определенными мономерными звеньями могут быть ослаблены, и благодаря этому возникает возможность избирательного гидролиза по месту модифицированных звеньев. Изменение структуры одного из звеньев может также изменить способность соответствующей полисахаридазы расщеплять биополимер по данной гликозидной связи. Таким образом создаются условия для различных типов фрагментаций с помощью одного и того же фермента. [c.634]

Микроокружение аромвтических остатков в белках исследуется методом флуоресценции. Для этих целей используются также анв-лиз спектров КД в области 250 — 300 нм и дифференциальные УФ-спектры, получаемые при изменении pH водной среды, температуры или состава растворйтелей. По спектрам КД следят за кон-формационными превращениями белкоа и пептидов а процессе их функционирования, а также проверяют, сохранилась ли натианая конформация при изменении условий окружающей среды или при химической модификации природного соединения. Для изучения конформации белков, содержащих парамагнитные центры — такие, как гем в гемоглобине или спиновые метки (различные группы, имеющие неспаренный электрон), введенные с помощью хими- [c.112]

С успехом используется для идентификации аминокислотных остатков в активном центре также и метод, основанный на утрате каталитических свойств при химической модификации аминокислот. Примером тарой модификации MOHieT служить реакция и-оксимеркурибензоата с сульфгидриль-ными группами. Широкому применению этого метода препятствует отсутствие избирательного действия у большинства реагентов, используемых для модификации аминокислот, а также неодинаковая реакционная способность различных функциональных групп белков. [c.200]

Интересные результаты были получены Ричардсом при попытке химической модификации З-пептида. Связывание 3-пептида с 3-белком мало зависит от электростатических сил. Оказалось, что можно ацетилировать все 3 боковые аминогруппы в 3-пептиде, а также связать в метиловый эфир все 4 боковых карбоксила (в пределе заряд изменяется от — 4е до Ч-Зе), и при этом сохраняется способность З-пентида присоединяться к 3-белку и приводить к активному ферменту. С другой стороны, метионин, находящийся на 17-м месте в 3 -пептиде, весьма важен для связывания З-пептида с 3-белком. Если окислить метиониновую группу надмуравьиной кислотой до метиопинсульфона, т. е. превратить гидрофобный белковый фрагмент в заряженный и гидрофильный, то способность пептида[присоединяться к белку чрезвычайно ослабляется. Исходный З-нептид реактивирует полностью З-белок при концентрации 10" М после окисления метионина в пептиде требуется концентрация пептида в 1000 раз более высокая, чтобы образовался комплекс пептид—белок. Однако в результате каталитическая активность РНК-азы восстанавливается полностью. Значит, метиониновая боковая группа — ЗСНд нужна, чтобы создавать прочную связь между хвостом и основным ядром макромолекулы. Но к структуре активного центра метионин прямого отношения не имеет. [c.145]

Поскольку незначительные вариации в строении белковой молекулы ведут к изменению ее свойств, важно избегать таких изменений или контролировать их в процессе выделения белка. Такие модификации могут происходить а) благодаря химическим реакциям, в ходе которых разрушаются некоторые ковалентные связи в молекуле, б) вследствие изменения водородных и соле-выхчсвязей, обусловливающих трехмерную структуру молекулы, в) в результате изменения характера соединения с другими белковыми или небелковыми веществами, связанными с данным белком. Как было уже указано выше, изменения последнего типа необязательно должны сопровождаться изменениями самой белковой молекулы. Для процессов выделения белка такие изменения могут и не иметь особого значения, хотя они в конечном счете должны быть приняты во внимание, особенно при исследовании клеточных структур. При выделении неизмененных нативных белков следует избегать причин, обусловливающих изменения и относящихся к первым двум типам. Степень важности различных структурных изменений, а также устойчивость белков по отношению к факторам, вызывающим такие изменения, неодинаковы при переходе от одного белка к другому (см. статью VI т. II). Однако если нет специальных указаний, то лучше пользоваться, там где это возможно, только такими методами, о которых известно, что они обусловливают наименьшие изменения в структуре молекулы. [c.8]

Большинство рассмотренных до сих пор модификаций белков получают в результате применения общеизвестных химических реакций, аналогичных реакциям аминокислот и пептидов. Часто реакции различных функциональных групп белков констатируют путем сравнения с известными реакциями соответствующих модельных соединений. Многие белки модифицировали путем обработки их протеолитическими ферментами, однако в сущности все эти реакции протекали в направлении гидролитического расщепления и образования продуктов распада. Даже в тех случаях, когда эти последние представляли собой высокомолекулярные соединения с сохранившейся иммунологической активностью (например, продукты разложения иммунных глобулинов папаином или пепсином), имелись доказательства уменьшения молекулярного веса. Однако в последние годы Линдерштрём-Ланг и Отте-сон [148, 149а] открыли уникальный тип белкового превращения, в результате которого образуется модификация яичного альбумина, отличающаяся от природного белка по форме кристаллов, растворимости и электрофоретической подвижности, а также по отсутствию нескольких пептидов, но имеющая почти одинаковый с ним молекулярный вес [1496, в, г]. Изучение превращения [c.331]

На протяжении всего изложенного выше обсуждения внимание читателя обращалось на инактивирование ферментов, гормонов, токсинов и вирусов путем химического их изменения. Определение тех свободных функциональных групп в аминокислотных. остатках, которые имеют важное значение для проявления биологической активности, представляет собой одну из главных целей химической модификации белков и является одним из основных достижений в этой области исследования. В каждом из разделов этой статьи, посвященных различным химическим реакциям, приводятся отдельные классические примеры. Полная сводка их имеется в последующих томах настоящего сборника. Однако необходимо еще раз подчеркнуть, что параллелизм между удалением какой-либо функциональной группы белка и потерей активности вовсе не является необходимым следствием существенной связи между ними или ее доказательством. Упоминавшееся выше инактивирование вируса табачной мозаики формальдегидом является только одним из большого числа примеров, доказывающих, что лишь небольшая часть определенных функциональных групп белка связана с его биологической активностью. Кроме того, исследование реакций этого вируса с иодом, кетеном, фенилизоцианатом, карбобензоксихлоридом, п-хлорбензоилхлори-дом, бензосульфохлоридом и динитрофторбензолом показало, что его активность обусловлена не только аминогруппами, но также некоторыми фенольными и индольными группами. Однако Найт [106] отмечает, что, несмотря на эти интенсивные исследования, ни в одном из случаев не удалось найти такую функциональную группу, которая специфически или преобладающим образом определяла бы активность указанного вируса. В самом деле, в случае таких нуклеопротеидов, как вирус табачной мозаики, ролью нуклеиновой кислоты, входящей в их состав, почти полностью пренебрегают. [c.351]

Сохранение биологической специфичности в химически измененных ферментах и вирусах имеет такое же важное значение, как и ее потеря. Возможность получения исключительно кислых или основных белков с неизмененной физиологической активностью имеет, разумеется, как теоретический, так и практический интерес, особенно, в случае инсулина. Заслуживает внимания тот факт, что некоторые ацилированные производные вируса табачной мозаики сохраняют свою вирулентность, и ясно, что способность к химической модификации не является свойством, передающимся по наследству. Однако тот факт, что эти производные вызывают неодинаковую реакцию у двух хозяев, представляет собой замечательное явление и заслуживает дальнейшего исследования. Кроме того, следует сравнить влияние химического замещения в случае родственных разновидностей вирусов или сходных ферментов, а также в случае гормонов, полученных из различных биологических видов. Несмотря на то, что динитрофенилпроизводные трех разновидностей вируса табачной мозаики провоцировали такую же относительную реакцию у двух различных хозяев, какую вызывал и нормальный вирус, их чувствительность по отношению к обработке ДНФБ была различной. [c.353]

Приступая к разделению белков, необходимо тщательно подобрать pH, ионную силу, температуру, электролит и носитель, поскольку от перечисленных условий зависят физико-химические и биологические свойства каждого отдельного белка. Формирование высших структур (т. е. вторичной, третачной и четвертичной), а также надмолекулярных агрегатов обусловлено ионными и гидрофобными взаимодействиями и образованием водородных связей. Эти же взаимодействия определяют и процесс разделения. Очевидно, условия хроматографии должны быть такими, чтобы выделенный продукт сохранил определенные представляющие интерес свойства, каковые, как правило, связаны ссохра-нением его нативного состояния и биологической активности. В то же время для определения физических свойств субъединиц белка часто его необходимо денатурировать и с этой целью подвергнуть жесткой обработке (например, мочевиной или гидрохлоридом гуанидина) с последующей химической модификацией (например, расщепить дисульфидные связи и блокировать сульф-гидрильные группы). Таким образом, конкретная задача определяет выбор метода разделения белков. Следует также отметить, что в процессе разделения нативных белков участвуют функциональные группы, расположенные на поверхности. Однако если белки полностью или частично денатурированы, появляются новые группы, ранее скрытые внутри макромолекулы, которые могут изменить не только силу, но и природу взаимодействия белка с сорбентом. В результате при хроматографиче- [c.104]

Другой областью применения гель-хроматографии в биохимии является отделение белков от низкомолекулярных мешающих анализу примесей, например аминокислот, сахаров, стероидов или реагентов, используемых для химической модификации белка. Методом гель-хроматографии чаще всего удаляют реагенты, предназначенные для введения в белок радиоактивной и флуоресцентной меток. Гель-хроматография позволяет также быстрее и эффективнее, чем диализ, осуществить обессолива-ние или смену буфера, требуемые в определенных схемах фракционирования, а также удаление кофакторов и ингибиторов, используемых при изучении кинетики ферментативных реакций. Кроме того, с помощью этого метода можно изучать связывание белков с низкомолекулярными соединениями, например лекарственными веществами, ионами металлов и красителями [10]. Коэффициент распределения Ка некоего стандартного белка с из- [c.106]

Изоэлектрическое фокусирование обладает наивысшей разрешающей способностью, когда-либо достигавшейся при разделении белков цо зар5 дам [58—64, 92]. Этот метод позволяет разделить белки, велйчины р/ которых различаются всего на 0,01 ед. pH. Иногда Для такого разделения бывает достаточно различия между двумя структурами на одну заряженную группу. При помощи метода изоэлектрофокусирования можно также обнаружить другй различия в зарядах, которые, строго говоря, не связаны с макроскопической егомогенностью белков. Вот некоторые из факторов, обусловливающих такие различия посттрансляционная модификация первичной структуры (например, дезамидирование), связывание лигандов, химическая модификация, вариации в небелковых компонентах, например липидах, углеводах и других простетических группах, ассоциация и диссоциация, изменения окислительно-восстановительного состояния металлоферментов. Если при анализе картины изоэлектрофокусирования иметь в виду эти факторы, то полученные данные могут приобрести дополнительную ценность, поскольку в принципе они позволяют обнаружить микрогетерогенность белковых структур. В настоящее время метод изоэлектрического фокусирования применяют в сочетании с другими электрофоретическими методами, например в сочетании с электрофорезом в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия, для получения двумерных карт разделяемых компонентов. В одном направлении производят разделение белков в соответствии со значениями их рД а в другом — в соответствии с размерами их молекул, т. е. в соответствии с их молекулярными массами. При помощи этих методов можно охарактеризовать смеси, содержащие тысячи белков [94]. Еще несколько лет тому назад разделение с таким высоким разрешением было просто немыслимо, а в настоящее время этот метод анализа находит все более широкое и все более успешное применение в различных биохимических исследованиях. [c.126]

Денатурация белка в классическом смысле определялась как любая непротеолитическая модификация уникальной структуры нативного белка, приводящая к определенным изменениям химических, физических и биологических свойств [388]. Из этого определения исключаются изменения состояния ионизации, если только они не сопровождаются конформационными переходами. Денатурация может происходить в результате нагревания, изменения pH и добавления неполярных растворителей или некоторых специфических денатурирующих реагентов, например мочевины или солей гуанидина. Она также может быть вызвана восстановительным или окислительным разрывом дисульфидных связей, которые стабилизуют нативные конформации некоторых белков. Денатурация, как правило, сопровождается уменьшением растворимости белка. Это можно легко понять, так как гидрофобное взаимодействие, стабилизующее нативную конформацию, приводит к межмолекулярной агрегации, если полипептидные цепи принимают вытянутые конформации. Другим характерным последствием денатурации является раскрытие реакционноспособных групп, которые расположены внутри третичной структуры и становятся доступны воздействию реагентов при разрушении этой структуры. К числу наиболее пригодных методов наблюдения за процессами денатурации принадлежат спектроскопические измерения, измерения оптической активности и определение каталитической активности ферментов или биологической активности гормонов. Конформационные переходы при денатурации включают ряд процессов, которые в различной степени могут сказываться на каждом из наблюдаемых изменений, и поэтому понятие степени денатурации бессмысленно, если не будет установлен критерий, с помощью которого денатурация измеряется. Эта точка зрения иллюстрируется рис. 44, на котором изображено изменение оптической активности, поглощения света и ферментативной активности рибонуклеазы [389]. [c.136]

В число наиболее давно известных и чрезвычайно широко изученных реакций замещения входят процессы замещения галогенов у углеродных атомов [36, 37]. Эта группа реакций является одним из наиболее важных методов химической модификации белков и заключается в алкилировании всех или некоторых нуклеофильных заместителей, содержащихся в молекуле белка, в зависимости от доступности этих заместителей, условий реакции и количества используемого реагента. В табл. VI-5 приводен ряд алифатических и ароматических галогенпроизводных, которые вводились во взаимодействие с белками, а также типичные условия, возможные направления реакций и пути использования этих реакций для исследовательских или промышленных целей. Среди галогенидов обычно наиболее реакционноспособны иодиды, затем — бромиды (обладающие почти столь же высокой реакционной способностью, что и иодиды), хлориды и, наконец, фториды. Этот ряд, однако, может быть обращен для некоторых ароматических соединений, поскольку, как ун е отмечалось, реакционная способность вещества RY зависит как от природы Y, так и от R. [c.335]

Разнообразие функциональных групп, имеющихся в молекулах белков, с одной стороны, и большое число ненасыщенных соединений, с другой стороны, приводят к тому, что присоединение ненасыщенных соединений является одним из наиболее важных типов реакций, в которые вступают белки. К ненасыщенным соединениям, реагирующим с белками, относятся олефиновые соединения, кетены, изоцианаты, изотиоциа-наты, альдегиды, кетоны, недокись углерода и сероуглерод. Реакции белков с такими молекулами широко используются для химической модификации белков, преследующей медицинские и биологические цели, в работах по определению строения белков, в том числе для определения содержания концевых групп и последовательности аминокислот, а также для модификации технических белков, таких, как шерсть, коллаген, казеин, желатина и шелк. [c.361]

Кроме прививки к уже имеющимся в белке функциональным группам, прививка может быть осуществлена также за счет групп, введенных в белок путем химической модификации. Так, например, белок можно ввести во взаимодействие с малеиновым ангидридом, хлорангидридом акриловой кислоты или другими соединениями, в результате чего в биополимере появляются непредельные группы [354] последующее проведение полимеризации непредельных мономеров в присутствии таких предварительно винилированных белков приводит к образованию привитых сополимеров этих белков. Такие работы были проведены Спикменом и сотр. [304, 306] шерсть пропитывали раствором малеинового ангидрида в инертном растворителе, а затем нагревали в течение 30 мин при 85°. После этого образец вновь пропитывали раствором метилметакрилата и перекиси бензоила (0,5% от веса мономера). Нагревание образца при 85° приводило к образованию на поверхности волокон прочной пленки сополимера. [c.428]

Окончательная плотность упаковки зависит от третьего уровня организации, т.е. от укладки самой фибриллы. При этом плотность упаковки в эухроматине возрастает до 1000. Это значение периодически изменяется при образовании митотических хромосом и достигает 10000. Данный процесс, вероятно, также регулируется негистоновыми белками (и, возможно, также включает химическую модификацию гистонов), как и в случае образования различий между эухроматином и гетерохроматином. [c.359]

Для исследования специфического связывания биологически активных макромолекул с клеточными рецепторами широко применяются методы аффинной хроматографии. Основной недостаток обычных аффинных сорбентов — низкая эффективность использования специфических рецепторов при их химической пришивке к пористому инертному носителю, а также потеря нативности и некоторых физиологических функций рецепторов из-за процедуры химической модификации. В литературе описан метод получения аффинных сорбентов на основе фрагментов клеточных мембран эритроцитов, лимфоцитов и гепатоцитов, иммобилизованных в матрицу полиакрилонитрила. Эти сорбенты проявляют высокую тканеспецифическую селективность связывания своих природных белков-лигандов (Грушка и др., 1988 Чернова, Гуревич, 1996). Аналогичные сорбенты могут быть использованы для определения селективности связывания пептидов и НПК с клеточными мембранами определенной дифференцированной ткани. [c.180]