Идеальный фермент

Высокая эффективность биологических катализаторов и специфичность их действия делают ферменты идеальными реагентами для аналитической химии. Благодаря этим особенностям с помощью ферментов обнаруживаются вещества при предельно низкой концентрации в присутствии множества дрзтих соединений. К настоящему времени созданы искусственные аналитические системы различных конструкций (биосенсоры, датчики, ферментные электроды, проточные анализаторы), содержащие иммобилизованные ферменты и клетки и предназначенные для автоматического детектирования продуктов энзиматического превращения. Например, если использовать иммобилизованную глюкозо-оксидазу, то концентрацию окисляемой кислородом глюкозы определяют, регистрируя количество выделившегося в ходе реакции пероксида водорода [c.101]

Сейчас можно лишь надеяться, что дальнейшие исследования амидгидролаз разных типов живых организмов позволят составить более полное представление об эволюции химических механизмов протеолиза. эта проблема будет затронута ниже (разд.8.7) в связи с представлениями об "идеальном" ферменте. [c.348]

Железо может быть введено в протопорфирин IX без участия ферментов путем нагревания с солью железа(II) в уксусной кислоте или в пиридине. При физиологических значениях pH, однако, неферментативное включение железа осуществляется довольно медленно. Железо вообще не включается в порфириногены, конформация пиррольных колец которых не столь идеально соответствует образованию комплекса, как планарная сопряженная кольцевая система порфирина. В то же время цинк способен связываться с порфириногенами и порфиринами как ферментативным путем, так и без участия ферментов нежелательное образование комплексных соединений с цинком затрудняет изучение железопорфиринов. [c.658]

Это одна из стадий в процессе гидролиза белков до аминокислот. Папаин расщепляет пептидные связи, окруженные только специфическими заместителями Н и К" и никакие другие. Фермент и его субстрат (вещество, на которое он способен воздействовать) имеют такие трехмерные конфигурации, которые идеально подходят друг к другу, что способствует эффективному переносу электронов с одной связи на другую. Всякое [c.345]

Может показаться, что ферментативный гидролиз является идеальным методом исследования структуры полисахаридов, обеспечивающим исчерпывающую информацию обо всех уровнях организации макромолекулы — От подробной характеристики мономерного звена до структуры всей конструкции в целом. Это действительно так, но только для тех полисахаридов, для которых доступны (и, что не менее важно, хорошо изучены) наборы соответствующих ферментов. А это можно сказать далеко не обо всех типах полисахаридов. Чтобы понять, почему это так, надо совершить маленький экскурс в биологию. [c.105]

Биологический смысл субстратной специфичности расщепляющих гликоген ферментов легко понять ключ от энергетического сейфа — молекулы гликогена — должен идеально подходить к замку , особенно если вспомнить, что это хранилище должно безотказно открываться в аварийных ситуациях (например, при стрессах). И в то же время эти ферменты не должны действовать ни на какие другие углеводные структуры, иначе при их вклю- [c.145]

Еще несколько слов о специфичности полисахаридов. Когда говорят о субстратной специфичности ферментов, обычно (особенно в научно-популярной литературе) делают акцент исключительно на способности фермента отличать свой субстрат от огромного числа других веществ, описывают фермент как изумительную распознающую машину, идеально приспособленную для выполнения своей функции. [c.146]

Одной из характерных особенностей ферментативного катализа является способность ферментов образовывать адсорбционные, обычно нековалентные комплексы. Идеальные модели ферментативных процессов должны включать взаимодействия данного типа. К такого рода ассоциатам могут приводить ионные и неполярные взаимодействия, а также образование водородных связей. К неполярным следует относить мицеллярные комплексы, я-комплексы и комплексы включения. [c.310]

Ландау говорил, что задача физики состоит в установлении новых связей между далекими друг от друга явлениями. Мы уже установили, что связывает каучук с идеальным газом. Далее мы увидим, что связывает фермент с каучуком. [c.61]

При пониженных температурах, когда скорость инактивации незначительна, скорость реакции, катализируемой ферментом, возрастает с повышением температуры вследствие изменений в величинах констант скоростей и констант равновесия, входящих в кинетическое уравнение. Если считать, что уравнение (20) типично для многих реакций с участием одного субстрата — в том числе и для молекулярных реакций, протекающих по схеме И, при замене на /гз[Т],—то оказывается, что могут изменяться К, Ка, Кь, Ка, Кь, имеющие вид констант равновесия, а также константа скорости кз. В принципе на основании кинетических данных можно определить [3, 66] путь, по которому каждая из этих констант изменяется с температурой, и в идеальном случае разложить [c.136]

Если представить это уравнение графически и нанести на ось абсцисс отрицательный логарифм концентрации субстрата а на ось ординат — начальные скорости Vq, то мы получим кривую, которая имеет известную S-образную форму кривой остаточной диссоциации [2] и называется Ps-кривой активности. Действительно, при расщеплении тростникового сахара посредством инвертазы эта кривая приближается к своей идеальной форме. Однако в случае почти всех остальных ферментов наблюдаются значительные отклонения, в частности, кривые, по- [c.122]

Можно примерно определить те области, в которых применение органических катализаторов представляется перспективным. Это будут, вероятно, те же самые отрасли промышленности, в которых находят наибольшее применение и ферменты, а именно производство продуктов питания и т. п. (стр. [25]). С тех пор как люди научились получать из парафина жирные кислоты и жиры, идея получения продуктов питания синтетическим путем больше не кажется нам странной . Для Европы проблема жиров всегда имела большое значение. Окисление парафина дает наряду с природными жирными кислотами также и не встречающиеся в природе кислоты с нечетным числом атомов углерода в молекуле и разветвленной углеродной цепью. А идеальным было бы, если бы мы могли синтезировать для употребления в пищу чистые природные жирные кислоты. [c.150]

В идеальном случае ферментативный гидролиз полисахаридов следует проводить ферментами высокой степени чистоты, специфичность которых установлена по их действию на производные гликозидов и на олиго- или полисахариды с точно известной структурой. Эти условия были реализованы нри исследовании ферментативного гидролиза гликогена, амилозы, амилопектина и некоторых родственных им по структуре полисахаридов. Расщепление полисахарида специфическим ферментом может указать на присутствие в нем связи (или связей), для которой этот фермент специфичен. В случае полисахарида, содержащего не один тип связей, а более, можно провести избирательный гидролиз определенной связи, и полученный остаток проанализировать физическими, химическими или иммунологическими методами, либо для получения дополнительной структурной информации подвергнуть дальнейшей деструкции, действуя другими специфическими ферментами. [c.299]

Рис. 5.3. Сопоставление идеального графика связывания фермента (а) и связывания трипсина на различных гелях (б) [24].

Для успешного применения в аффинной хроматографии и для иммобилизации ферментов идеальная матрица должна обладать следующим свойствами [53] [c.175]

Эти ферменты представляют собой идеальный объект для исследования. Они хорошо растворимы в воде и устойчивы в широком интервале pH без необратимой денатурации белка, в частности, в случае каталазы в интервале pH 2—11 [51]. Такую же стабильность по отношению к изменениям pH обнаруживает пероксидаза хрена [53]. К каталазам и пероксидазам относятся некоторые из наиболее термостабильных ферментов. Некоторые пероксидазы сохраняют активность даже при 90°С [197]. Интенсивные УФ-спектры железопорфирина (гема) предоставляют в руки исследователей очень удобный способ наблюдения за ходом реакции, а наличие только одного активного центра в каждой молекуле фермента (за исключением каталазы) существенно упрощает интерпретацию результатов. Рассматриваемая группа ферментов характеризуется набором частично перекрывающихся, но различных свойств, хотя и содержит одинаковый кофактор или комплекс металла. Реакции этих комплексов ионов металла с белком можно сравнивать с реакциями небелковых комплексов, которые, как будет показано ниже, обладают в основном такими же каталитическими свойствами, но в [c.198]

Осадок из диффузионной вытяжки выделяют добавлением трех объемов этилового спирта в присутствии 0,2% хлористого кальция при температуре 5°С. Операции выполняются следующим образом. Готовая диффузионная вытяжка собирается в сборнике 2, откуда она насосом подается в смеситель 6 через теплообменник 1, где охлаждается рассолом до 5° С. В этот смеситель из сборника 11 насосом 12 подается спирт, который, проходя через теплообменник 7, также охлаждается до 5°С. Количество поступающего спирта наблюдают по ротаметру 3. Для лучшего отделения осадка и стабилизации фермента в смеситель 6 из сборника 4 добавляют 0,2% хлористого кальция. Смеситель снабжен мешалкой для перемешивания компонентов. Он рассчитан на пребывание в нем суспензии в течение 10—12 мин. Из смесителя суспензия непрерывно поступает в декантатор 5, через который она проходит в течение 2 ч. Осадок препарата выпадает в нижнюю часть прибора, а осветленный спирт удаляется сверху в сборник для спирта 22. Декантация является в целом далеко не идеальным способом. Она может быть заменена отделением осадка после первого смешения на фильтрующей центрифуге с промыванием его спиртом на этой же центрифуге. [c.177]

Диск из стеклоткани (идеальным является занавесочный материал) обрабатывают четыреххлористым титаном, высушивают, промывают водой, после чего обрабатывают соответствующим ферментом, который [c.180]

Таким образом, некий идеальный фермент для секвенирования ДНК должен был бы быть, во-первых, относительно дешевым и при этом характеризоваться высокой полимеразной активностью, включая и процессивность и скорость полимеризации, отсутствием всяких экзо-нуклеазных активностей, не привередливостью к различным модифицированным аналогам нуклеотидов, а также устойчивостью к повышенным температурам. Забегая вперед, можно сказать, что и секвена-за (версия 2.0) и термосеквеназа во многом отвечают приведенным вы- [c.80]

Таким образом, генетически модифицированная Т7 ДНК-полимераза или секвеназа (версия 2.0) является практически идеальным ферментом для секвенирования ДНК с помощью дидезокситерминаторов, что подтверждается просто огромным количеством работ, определение нуклеотидных последовательностей в процессе выполнения которых осуществлено именно с помощью этого фермента. [c.91]

Ферменты, как правило, идеально приспособлены Энзимы - эт(5 для катализа какой-либо одной реакции, например, специфические пищеварительный фермент папаин — катализатор отализаторы белковой С N— [c.345]

При таком взгляде явно или неявно подразумевается пассивность субстрата в ферментативном акте, ему отводится роль инертного материала, над которым производится некая операция. Между тем современная концепция ферментативного катализа (концепция взаимно-индуциро-ванного соответствия) отводит обоим компонентам взаимодействия фермент—субстрат равноправные активные роли. Суть ее в том, что при образовании фермент-субстрат-ного комплекса происходит одновременное изменение конформации и субстрата, и фермента это дает в итоге идеальную подгонку молекул обоих участников одна к другой. [c.146]

По Дж. Порату (1974), идеальные материалы, используемые для иммобилизации ферментов, должны обладать следующими основ-ньп и свойствами нерастворимостью высокой химической и биологической стойкостью значительной гидрофильностью достаточной проницаемостью как для ферментов, так и для коферментов, субстратов и продуктов реакции способностью носителя легко активироваться (переходить в реакционноспособную форму). [c.86]

Схема 7.8-5 создает впечатление, что электрон может переноситься от восстановленной формьс фермента непосредственно к электроду. На практике такое случается редко, н даже для тех ферментов, для которых это явление наблюдается, оно не может быть осуществлено с воспроизводимой эффективностью н, следовательно, не может служить идеальным источником аналитического сигнала Позтому электродный сигнал должен зависеть от проводника. Такой косубстратный проводник, который может вновь окислять фермент н затем сам окисляться на электроде, назьгоается медиатором. [c.533]

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

Природные ферменты наиболее близки к идеальным реагентам специфического расщепления белков. Трипсин является-наиболее специфичным в отношении других протеиназ установлены отклонения от специфичности, которой следовало бы ожидать на основании изучения их взаимодействия с син-т ХИч кими субстратами. Однако известно, что трипсин рас-щерляет пептидные связи, в которых участвует карбоксильная группа лизина или аргинина, имеющих положительно заряженную боковую цепь. До сих пор не обнаружено [c.165]

Возрастает применение афинной хроматографии на группоспецифических адсорбентах. Так, путем использования лиганда, специфичного в отношении группы ферментов, можно избежать ряда трудностей, присуш,их созданию более специфичного лиганда. При использовании такого, менее специфичного, адсорбента в афинной хроматографии несколько уменьшается селективность адсорбции, что, однако, можно компенсировать правильным подбором условий элюции [128]. Коферменты представляют собой почти идеальные группо-специфические лиганды, поскольку они обычно взаимодействуют с данной группой ферментов. У каждого из таких ферментов имеется по крайней мере два специфических центра связывания—-один для кофермента (общий для всех членов группы) и один (или более) — для данного специфического субстрата. [c.643]

По современным представлениям фотосинтез в зеленом листе — это сложнейший физический, химический и биологический процесс окислитель-но-восстановительного превращения Н2О и СО2 в углеводы и другие органические соединения, инициируемый хлорофиллом (а) в фотосинтетическом аппарате. Фотосинтетический аппарат — это самонастраивающаяся, саморе-гулируемая биологическая структура, возникающая в белково-липидных мембранах зеленого листа в результате идеальной пространственной подгонки (подстройки друг к другу) всех участников фотосинтеза MgXл (а), СО2, Н2О, молекул акцепторов (окислителей) и доноров (восстановителей) электрона, а также ферментов, витаминов, источников энергии (АТФ) и других молекул и ионов за счет универсального и специфического взаимодействия, а также за счет экранирования тех или иных реакционных центров. [c.735]

Как говорилось ранее, галалитовая промышленность требует для себя сычужного казеина. Но и среди этого вида могут быть различия. У нас в СССР способ коагуляции сычужного казеина взят из сыроваренной промышленности этот способ дает продукт, вполне отвечающий требованиям последней, но далеко не идеальный сточки зрения галалитовой промышленности. Для сыроварения важно получить коагулят с максимумом остальных составных частей молока, для галалита коагулят должен быть максимально освобожден от молочного сахара, растворимых белков и продуйтов их распада, также от образовавшейся в обрате молочной кислоты. Для сыроварения важно присутствие в коагуляте определенной, микрофлоры, для галалита весьма желательно иметь казеин, свободный от дрожжей и бактерий и от их ферментов. За границей это давно учли и применяют для изготовления казеина так называемый французский способ. Кроме французского существует еще эжекторный метод изготовления казеина, применяемый в США и у нас в СССР. Таким образом сычужный казеин может быть обыкновенным, французским и эжекторным. Изучающих [c.74]

Для изготовления ферментного электрода сначала выбирают помощью справочников по энзимологии подходящую ферментнз систему. В идеальном случае действие электрода должно основ ваться на первичной функции фермента, т. е. на основной pea ции, которую он катализирует в природе. Например, в электро для определения глюкозы следует использовать глюкозоокси зу, в электроде для определения мочевины — уреазу. В некот рых случаях можно применять фермент, для которого определи мое вещество служит вторичным субстратом. [c.324]

Роль геометрических факторов. В теории катализа значение геометрических факторов получило наиболее общее выражение в принципе геометрического соответствия мультиплетной теории Баландина. Близкий принцип лежит в основе теории матричных эффектов, общепринятой в современной молекулярной биологии для объяснения действия ферментов, нуклеиновых кислот и других регуляторов биохимических процессов. Применительно к выяснению возможности ускорения сравнительно простых реакций использование геометрических характеристик требует большой осторожности. Трудности начинаются с выбора геометрических параметров поверхности. Во-первых, эти параметры различны для идеальных плоскостей разных индексов (одного и того же монокристалла), которые обычно одновременно наблюдаются на поверхности. Во-вторых, как показывают прямые исследования дифракции медленных электронов, не только расстояния, но и тип структуры могут быть различными на поверхности и в объеме кристалла. Так, в частности, Ое и 81 в объеме имеют кубическую структуру алмаза, а на поверхности — гексагональную структуру расстояния З — 81 или соответственно Се — Се в объеме и на поверхности различаются, как известно, весьма существенно. В-третьих, по данным электронографии и эмиссионной микроскопии, атомы поверхности [c.25]

Отсюда следует, что, поскольку между ингибитором и ферментом образуется связь, в целом процесс очистки следует рассматривать скорее как осаждение, а не как хроматографию. Это может быть продемонстрировано изотермой адсорбции для аффинной хроматографии, приведенной на рис. 5.1 суммарная изотерма адсорбции (5) может быть определена как сумма изотерм специфической (1) и неспецифической (2) адсорбции. Специфическая изотерма адсорбции характеризует идеальную специфическую сорбцию с постоянной и относительно высокой адсорбционной энергией АО для всех адсорбируемых частиц. Сорбция прекращается, когда все доступные аффинантные центры заняты. [c.63]

I Кривые растворимости. Одним из более надежных критериев чистоты белка является форма кривых растворимости. Кривые растворимости строят, тщательно измеряя количество белка в растворе при различных количествах белка, добавленного в раствор. Ионная сила, температура и объем раствора ДО.ИЖНЫ при этом оставаться постоянными необходимым условием является также достижение полного равновесия между твердой и растворенной фазами. Для чистого белка зависимость количества белка в растворе от количества внесенного белка строго линейна до точки насыщения после точки насыщения наклон кривой равен нулю. На фиг. 26 приведены кривые растворимости для чистого и загрязненного препаратов протеолитического фермента пепсина. Присутствие примесей может различным образом изменять идеальную кривую в зависимости от растворимости загрязняющего вещества и от его содержания в препарате. Однако и самое тщательное исследование формы [c.82]

В табл. 7 приведены углы связей металл—лиганд 2п(П)-содер-жащего активного центра КПА. Заметное отклонение углов от 109,5°, характерных для идеальной тетраэдрической координации, свидетельствует об искаженной тетраэдрической координации центра связывания металла. Однако некоторые тетраэдрически координированные комплексы 2п(П) обнаруживают идеальную с точки зрения теории групп тетраэдрическую симметрию. В табл. 8 приведено сравнение соответствующих углов связей для различных тетраэдрических комплексов 2п(П). Очевидно, что углы связи металл—лиганд в 2п(И)КПА, вообще говоря, отличаются от углов, наблюдаемых для низкомолекулярных модельных тетраэдрических координационных комплексов. Длины связей металл—лиганд координационного центра КПА не известны, но сопоставимы с длинами связей, наблюдаемыми для комплексов цинка с аминокислотами (табл. 4). Конечно, точность длин связей 2п — лиганд, которые могут быть рассчитаны для фермента, значительно ниже, чем для малых молекул и неопределенность их оценки составит, вероятно, по крайней мере 10—20 пм. [c.79]

В 1964 г. в Оксфорде на симпозиуме, посвященном метаболизму гликогена в докладе Френча [38] проводилось сопоставление установленных к тому времени высоких значений молекулярных масс и схемы Мейера. Расчеты показывали, что правильное дихотомическое ветвление должно ограничить рост молекулы (рис. 11). Наружные ветви должны теснить друг друга, что создает препятствия к увеличению молекулы. Экспериментально установленные молекулярные массы значительно выходили за пределы, соответствующие теоретически вычисленной сфере. Такому несоответствию было дано следующее объяснение. Очевидно, рост молекулы гликогена происходит не в соответствии с идеальной схемой Мейера, а неравномерно в какой-то момент некоторые наружные ветви перестают расти, а другие продолжают свой рост и ветвление. Важным следствием из этого явилось следующее некоторые ветви с нередуцирующими концами могут оказаться не снаружи, а где-то внутри молекулы. Френч назвал эти ветви buried hains , т.е. спрятанными или похороненными ветвями. Они могут быть недоступными или мало доступными действию таких ферментов, как Р-амилаза. [c.111]

Принцип метода. В качестве источника фермента используется тонкоразмолотый испытуемый материал (чаще всего семена масличных растений) или этот же материал, но предварительно обезжиренный эфиром или ацетоном. Так как под действием липаз из жира освобождаются жирные кислоты, активность липаз определяют по увеличению кислотности в реакционной смеси при прямом титровании щелочью КСООН + ЫаОН — —> НСООЫа + НгО, и показателем активности служит количество щелочи, требующееся для нейтрализации образовавшихся жирных кислот. Идеальным субстратом при изучении действия липазы из какого-либо объекта должен был бы являться жир, полученный из того же объекта. Однако в качестве субстратов действия липаз можно пользоваться и другими естественными жирами и маслами различного происхождения. [c.157]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология