Дисульфидные и другие поперечные связи

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]

Согласно Портеру и Зангеру [80], гемоглобин лошади состоит из шести открытых пептидных цепей. Данные химического анализа указывают на то, что число дисульфидных групп (S—S) не превышает двух поэтому должны существовать и другие поперечные связи между пептидными цепями, прочность которых должна быть того же порядка, что и прочность дисульфидных связей. [c.234]

ДИСУЛЬФИДНЫЕ и ДРУГИЕ ПОПЕРЕЧНЫЕ СВЯЗИ [c.66]

В макромолекулу белка входит одна или несколько пептидных цепей, связанных друг с другом поперечными химическими связями чаще всего через серу (дисульфидные мостики, образуемые остатками цистеина) (рис. 53). Химическую структуру пептидных цепей принято называть первичной структурой белка. [c.373]

Мы можем заключить, таким образом, что размещение близких заряженных боковых групп в упорядоченном состоянии термодинамически менее благоприятно, чем в аморфном состоянии. Сдвиг равновесия между двумя состояниями может, следовательно, происходить при изменении величины pH среды. В дополнение к этому Шерага также предположил [57], что помимо чистых электростатических эффектов pH может изменить в полипептидах и белках характер водородных связей между боковыми радикалами. Разрыв водородных связей, если они являются составной частью кристаллической структуры, будут способствовать плавлению. Химические реакции, которые вызывают образование или нарушение межцепных поперечных связей, также должны влиять на стабильность упорядоченной структуры. (К более подробному рассмотрению роли поперечных связей мы вернемся в гл. 6). Это обстоятельство существенно при анализе поведения полипептидов и белков, принимая во внимание относительную легкость, с которой можно контролировать химическими методами межцепные дисульфидные связи. Помимо уже рассмотренных, можно представить себе и многие другие типы химических реакций, способных влиять на переход кристалл — жидкость, однако нет никакой необходимости рассматривать здесь все возможные варианты. [c.77]

Дисульфидные связи. Одна из аминокислот, цистеин, несет свободную сульфгидрильную (меркаптанную) группу (—5—Н, Такие соединения легко окисляются с образованием дисульфидных мостиков (—5—5—) (см. гл. 10). Мягкое окисление двух молекул кислоты цистеина приводит к образованию одной молекулы другой аминокислоты — цистина. Если сульфгидрильные группы появляются на двух соседних белковых молекулах, то в результате мягкого окисления между двумя молекулами возникает дисуль-фидный мостик (фиг. 83). Поперечная связь может возникать между частями одной и той же белковой молекулы. В этом случае образуется петля. [c.316]

Изучить структуру белка на самом простом уровне — значит определить его первичную структуру, т. е. последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи, а также природу и положение поперечных связей. Вторичная структура белка, т. е. наличие и характер спирализации полипептидной цепи, в значительной степени зависит от первичной структуры. Она, кроме того, зависит от pH и ионной силы раствора, а также от тех свойств среды, которые влияют на водородные связи и гидратацию белка. Третичная структура белка возникает в результате дальнейшего изгибания и скручивания полипептидной цепи, уже имеющей вторичную структуру. В некоторых случаях вторичная и третичная структуры всецело определяются первичной структурой белка. Если такие белки подвергать воздействию повышенной температуры или обработать мочевиной, кислотой, щелочью или другими агентами, которые нарушают вторичную и третичную структуру, не затрагивая первичной, то возможно самопроизвольное восстановление их конформации. Примером подобных белков может служить фермент рибонуклеаза. В этом случае последовательность аминокислот в полипептидной цепи определяет даже положение дисульфидных мостиков, так что если после воздействия восстанавливающими агентами провести окисление в мягких условиях, то-образование поперечных дисульфидных связей происходит в тех же местах, где они были раньше. Другие ферменты необратимо денатурируются даже в относительно мягких условиях. В настоящее время не ясно, каким образом столь лабильная и высокоспецифичная структура, как третичная, возникает во время синтеза ферментного белка на поверхности рибосомы. [c.99]

Эластические свойства кератина волос и шерсти, ио данным ронтге-ноструктурного анализа, зависят от того, что в нерастянутом белке полипептидная цепь закручена сама на себя. Растягивание развертывает петли и образуег цепь из аминокислотных единиц с периодом идентичности 3,3 А, сравнимым с таковым для фиброина. Кератин богат цистином, который образует дисульфидные поперечные связи между пептидными цепями. Шерсть может быть модифицирована, а волосы завиты путем восстановления меркаптаном для расщепления части поперечных связей и обратного окисления для образования других поперечных связей. Восстановление, которое в случае завивки производится смачиванием раствором тиогликолевой кислоты, приводит к денатурированному белку с менее жесткой структурой, допускающей растяжение и перестройку молекулы. Появление и исчезновение сульф-гидрильных групп можно проследить при помощи нитропрусоидной пробы. [c.668]

В макромолекулу белка входит одна или несколько пептидных цепей, связанных друг с другом поперечными химическими связями, чаще всего через серу (дисульфидные мостики, образуемые остатками цистеина) [c.455]

Вначале смеси подвергались обычной вулканизации, затем дополнительно проводилась радиационная вулканизация. Несвязанная сера извлекалась обработкой образцов в ацетоне. В таком вулканизате НК имелись химические поперечные связи трех видов полисульфидные, затем более прочные моно- и дисульфидные и еще более прочные поперечные С—С-связи. В этом случае наблюдалось два максимума на температурной зависимости механических потерь и на непрерывном спектре времен релаксации. Заметим, что вулканизат имел три типа сеток, образованных узлами трех типов, причем плотность поперечных С—С-связей была одинаковой для образцов с разным содержанием серы. Связи двух других типов с увеличением содержания серы изменялись так, что плотность сетки из полисульфидных связей росла относительно быстрее, чем плотность сетки из моносульфидных связей. Поэтому относительная скорость релаксации напряжения с увеличением содержания серы не оставалась постоянной, а заметно возрастала за счет увеличения доли более подвижных полисульфидных связей. [c.197]

Незначительные изменения конформации белка, например набухание молекул сывороточного альбумина при нодкислении раствора до pH 4 [384, 385], часто обратимы. Обратимость конформационных переходов особенно благоприятна в том случае, если полипептидная цепь имеет внутримолекулярные дисульфидные мостики, которые накладывают ограничения на разворачивание цени. Наглядным примером такой обратимой денатурации является проведенное Германсом и Шерагой [395] исследование рибонуклеазы, молекула которой состоит из простой полипептидной цепи, сшитой четырьмя дисульфидными группами. Известна полная последовательность аминокислот в этом ферменте, и схематическое изображение полипептидной цени с указанием места поперечных связей [396] приведено на рис. 45. Отсюда возникает вопрос, можно ли разрушить поперечные связи путем восстановления, что позволяет цепи разворачиваться и возобновлять нативную конформацию с соответствующими нарами тиольных групп, окисленных до дисульфидных мостиков. Решающий эксперимент был поставлен Уайтом [397], который показал, что большая доля ферментативной активности, утерянная при восстановлении дисульфидных групп, может быть в основном восстановлена путем повторного окисления. Особенно важные результаты были получены Анфинсеном и др. [398], которые обнаружили, что воссоздание дисульфидных связей происходит быстрее, чем восстановление ферментативной активности белка. Так как восемь аминокислотных остатков, принимающих участие в создании четырех дисульфидных мостиков, могут соединяться друг с другом 105 различными способами и поскольку образование межмолекулярных дисульфидных связей влияет на ход внутримолекулярной реакции [399], образование многих поперечных связей в начальной стадии может протекать нерегулярно. Такие молекулы [c.137]

Основным типом поперечных химических связей в молекулах природных белков является дисульфидная связь —СНг—3—8—СНг — > образуемая цистином. Кроме того, некоторые типы поперечных химических связей вводятся в макромолекулы белков технического значения для придания им новых ценных свойств. В принципе многие из реакций, используемых для образования поперечных химических связей, подобны реакциям, которые уже рассматривались в настоящем разделе книги как реакции боковых цепей. Основное различие этих реакций заключается в использовании для образования поперечных химических связей не монофункциональных, а би- и полифункциональных реагентов. Если реакционноспособные группы смежных цепей белка расположены подходящим образом относительно друг друга, то их можно ввести в реакцию с двумя реакционноспособными группами бифункционального реагента и получить таким образом в белке искусственно созданную химическую поперечную связь. Внутримолекулярные реакции сшивания могут иногда конкурировать с межмолекулярными кроме того, одна из групп бифункционального реагента может прореагировать с растворителем или другими веществами, находящимися в сфере реакции в этом случае только одна реакционноспособная группа будет взаимодействовать с функциональной группой белка. Такая реакция приводит к образованию новой боковой цепи и снижает соответственно эффективность основной реакции образования поперечных связей. В некоторых случаях взаимодействие. с бифункциональным реагентом может приводить к соединению концов [c.394]

В другой реакции образования поперечных связей в шерсти путем осуществления дисульфидного расширения использовали [165] а,со-поли- [c.414]

Большинство других белков, таких как белки крови, ферменты, гормоны, имеют не фибриллярную, а глобулярную структуру. Последняя состоит из спиралей, свернутых в клубок — глобулу, внутри которой отдельные части спирали сшиваются между собой большим количеством поперечных водородных и дисульфидных связей — мостиков. [c.40]

Инсулин выделен из препаратов поджелудочной железы в чистом кристаллическом виде. Это простой белок, молекулярный вес которого 12 ОО О. Однако имеется доказательство того, что минимальный вес инсулина, соответствующий наименьшей элементарной частице, которая объединяется ковалентными связями, — 6000 (Нейрат, Сангер). Молекула инсулина построена из 16 аминокислот (нет триптофана, метионина и оксипролина) и содержит 51 аминокислотный остаток, если молекулярный вес принять равным 6000. Эти аминокислоты образуют две полипептидные цепи, так как удалось обнаружить два N-концевых аминокислотных остатка (фенилаланин и глицин) и два С-концевых аминокислотных остатка (аланин и аспарагин), причем полипептидные цепи соединяются друг с другом поперечными мостиками, образованными дисульфидными группами. Фенилала-ниновая цепь содержит 30 аминокислотных остатков, а глициновая — 21. В настоящее время последовательность соединения аминокислот в молекуле инсулина полностью расшифрована. Схематически структуру инсулина [c.187]

К характерным особенностям структуры молекулы лизоцима (рис. 2-9) относится также присутствие четырех поперечных дисульфидных связей (дисульфидных мостиков) между различными участками цепи. Эти мостики возникают самопроизвольно в тех случаях, когда —SH-группы двух боковых цепей цистеина подходят близко друг к другу и окисляются в присутствии Оа или некоторых других реагентов [уравнение (2-8)]. Дисульфидные связи довольно часто встречаются в белках, секретируемых клетками, и значительно реже образуются во внутриклеточных ферментах. Вероятно, внутри клеток ферменты защищены от многих внешних воздействий и не нуждаются в дополнительной стабилизации. [c.101]

Освобождение завершенной полипептидной цепи с рибосомы, которое происходит, когда рибосома достигает конца молекулы информационной РНК, возможно после гидролиза связи между карбоксилом С-концевой аминокислоты и ее транспортной РНК. Характерную трехмерную структуру, зависящую от аминокислотной последовательности, полипептидная цепь приобретает либо в процессе синтеза, либо после освобождения с рибосомы. Должно произойти также образование поперечных дисульфидных связей и другие структурные [c.201]

Боковые группы влияют на свойства белков не только вследствие их кислых или основных свойств большую роль играют также другие свойства этих групп, а также размер и форма. Например, постоянная волнистость волос зависит от изменений в дисульфидных (—8- —)поперечных связях из-за наличия цистеиновых боковых цепей основное различие между шелком и шерстью обусловлено различием в небольших боковых группах (в фиброине шелка преобладают Н- и СНд-группы) прочность сухожилия связана с плоским строением пирролидинового цикла и способностью ОН-группы оксипро-лина к образованию водородных связей. Замена одной глутаминовой боковой цепи в молекуле гемоглобина (всего содержится 300 боковых цепочек) на цепь, валина является, по-видимому, причиной заболевания серповидноклеточной анемией, приводящей к смертельным исходам. [c.1055]

Дисульфидные мостики определяют механические свойства внеклеточных белков. Дисульфидные мостики обычны в белках, котог рые переносятся или действуют во внеклеточном пространстве типичными примерами служат змеиные яды и другие токсины, пептидные гормоны, пищеварительные ферменты, белки комплемента, иммуноглобулины, лизоцимы и белки молока. Кроме того, эти мостики играют важную роль в некоторых крупных структурах. Свойства вязкости и эластичности различных природных продуктов по крайней мере отчасти определяются дисульфидными мостиками между структурными белками [ПО]. Поперечные связи между молекулами кератина придают эластичность шерсти и волосу [110], когезионноэластичный характер теста из пшеничной муки определяется дисульфидами глютенина, а трехмерная сеть дисульфидов глютенина создает трудности при влажном помоле зерна. Таким образом, оказывается, что успехи в таких древних занятиях, как помол зерна, обработка шерсти и даже парикмахерское искусство, зависят от сложных конструкций дисульфидных связей [110]. [c.68]

Подвески могут быть стабильными или активными, причем их реакционная способность возрастает с увеличением сульфидности серной цепочки и в присутствии ионов (или поверхности) активатора. В результате реакций активных подвесок друг с другом и с немодифи-цированными участками каучуковых цепей образуются серные сшивки, полярность которых обычно меньще, чем полярность ДАВ или подвесок. Микрочастица ДАВ сохраняется, если суммарное межмолекулярное взаимодействие сшивок и стабилизирующий эффект ПАВ оказывается выше, чем разрушающее действие теплового движения сшитых цепей. Таким путем протекает реакция при образовании полисульфидных связей. Если образуются моно- и дисульфидные поперечные связи, то микрочастица разрушается и поперечные связи распределяются в эластической среде. Однако в обоих случаях вулканизация протекает как гетерогенная реакция, формируется сетка с относительно узким распределением по размеру отрезков цепи эластомера между сшивками. Такая сетка нагружается более равномерно, выдерживает более высокие напряжения и, следовательно, обеспечивает более высокие прочностные свойства материала. [c.235]

Остов полипептидной цепи автоматически принимает ту пространственную конформацию, которая хорошо соответствует целому раду ограничений, налагаемых аминокислотным составом цепи и последовательностью аминокислотных остатков. В полипептидньк цепях нативных а-кератинов аминокислотный состав и последовательность аминокислот благоприятствуют самопроизвольному образованию а-спирали со множеством стабилизирующих ее внутрицепочечных водородных связей. а-Кератины богаты аминокислотами, обеспечивающими образование а-спирали, и содержат очшь-мало аминокислот (например, пролина), не совместимьк с существованием а-спиральной, конформации. а-Кератины особенно богаты остатками цистина (рис. 7-8), способными, как мы уже знаем (разд. 5-7), образовывать поперечные дисульфидные (—8—8—) связи между соседними полипептидными цепями. Эти связи ковалентны и потому обладают большой прочностью. Такие ковалентные поперечные связи, в образовании которых участвует много остатков цистина, связывают воедино соседние а-спирали и наделяют волокна а-кератина способностью к прочному слипанию друг с другом. [c.172]

Концентрацию эф Ьективных цепей сетки, или плотность поперечных связей, использовали в качестве параметра для корреляции структуры поперечных связей и физических свойств эластомеров. Было найдено, что модуль, твердость и эластичность (при 25 и 150 °С) отвержденного уретанового эластомера на основе простого полиэфира не зависят ни от химической природы, ни от длины цепи отвердителя. К этим выводам пришли на основании результатов, представленных на рис. 43. Однако величины усадки при слсатии (22 ч при 70 °С и 70 ч при 100 °С) для эластомеров, отвержденных серой и диизоцианатом, отличались друг от друга. При одной и той же плотности поперечных связей усадка при сжатии у эластомеров, отвержденных серой, была выше, чем у эластомеров, отвержденных изоцианатом (рис. 44). Такое различие, по крайней мере отчасти, можно объяснить тем, что поперечные связи, образуемые за счет серы, особенно связи ди-сульфидного типа, менее термостабильны, чем связи уретанового типа. Образование дисульфидных связей при [c.367]

ЛИ, которую играют в поддержании структуры те или иные связи, различают несколько структурных уровней. Первичная структура белка определяется числом и последовательностью ковалентно связанных аминокислот. Полипептидная цепь благодаря водородным связям, образующимся между кислородными атомами карбонильных групп и азотными атомами амидных групп, приобретает вторичную структуру она может образовать спиральную конфигурацию (а-спираль) или конфигурацию так называемого складчатого слоя. Третичной структурой называют определенное пространственное расположение пептидной цепи, обусловленное взаимодействием между различными ее боковыми группами. В поддержании третичной структуры участвуют другие водородные связи, ионные связи и неполярные (гидрофобные) взаимодействия. Поперечные связи, соединяюище различные участки полипептидной цепи, могут быть и ковалентными таковы, например, дисульфидные связи, образующиеся при окислении SH-rpynn. И наконец, благодаря взаимодействиям нескольких полипептидных цепей могут возникать надмолекулярные агрегаты. Такое строение (при котором белок состоит из определенного числа полипептидных цепей, или субъединиц) называют четвертичной структурой. При физиологических условиях белок находится в водной фазе. Поэтому между белками и диполями воды тоже имеет место взаимодействие. Полярные группы гидратированы. Факторы, вызывающие изменение заряда белков (концентрации ионов Н, Са , Mg , К и др.), неизбежно влияют также на степень гидратации, а тем самым и на степень набухания белков. [c.43]

СВЯЗИ, образующие главную цепь белковой молекулы и определяющие, таким образом, ее первичную структуру, и дисульфид-ные связи между остатками цистеина (так называемые дисуль-фидные мостики). Вращение вокруг дисульфидных связей затруднено. Остатки цистеина образуют в дисульфидном мостике дуальный угол, равный примерно 90°. Чтобы уяснить себе их расположение, следует согнуть пополам стоящий вертикально лист бумаги (так, чтобы половинки листа были примерно перпендикулярны друг другу) и считать, что атомы серы находятся на краях линпи перегиба. Тогда группы, связанные с каждым из атомов серы, расположатся на противоположных углах листа, например в верхнем правом и нижнем левом углах. Ди-сульфидные связи иногда ограничивают возможности образования вторичной структуры, но способствуют созданию третичной структуры, обеспечивая существование прочных поперечных связей между отдельными участками молекулярной цепи. [c.273]

Отмеченная выше оговорка имеет особое значение в случае кератинов. Это связано с тем, что белки кератинов содержат аномально большое количество одной из аминокислот—цистина. Пептидные остатки такой аминокислоты содержат дисульфидные связи, которые образуют сшивки между удаленнымн друг от друга остатками одной и той же или различных полипептидных цепей. (См., например, дисульфидные сшивки в инсулине, показанные на рис. 2). Если многие из этих поперечных связей существуют между участками одной и той же цепи, то в этом случае, очевидно, нельзя ожидать образования непрерывной а-спирали, однако рентгенограммы кератина, как правило, свидетельствуют об а-спиральной структуре. Этот факт, несомненно, объясняется составом кератинов. Недавно было открыто , что кератин шерсти состоит из нескольких различных по химическому составу белков и что некоторые из них (составляющие от 30 до 40% от общего количества белка) характеризуются очень низким содержанием серы в противоположность кератину как целому, который содержит много серы. Несомненно, что именно эти белки обусловливают а-спираль-ную структуру кератина шерсти. Вероятно, подобное положение имеет место и для других кератинов. [c.72]

Наибольшее значение в белке имеют дисульфидные и гидрофобные связи. В последнее время все чаще высказываются сомнения в том, могут ли водородные связи и связи солевого типа с их относительно низкой энергией обеспечить жесткую конформацию цепей, когда белковые молекулы находятся в водных растворах. Роль водородных и солевых связей относительно невелика. В тех белках, которые содержат остатки цистина — 5—8-мостики играют, по-видимому, важную роль в образовании внутримолекулярных поперечных соединений, в частности между различными участками одной и той же пептидной цепи. Такие связи обнаружены в сывороточном и яичном альбуминах, рибонуклеазе (см. рис. 3), лизоциме, эдестине и др. Вероятно, главная причина этого — относительно высокая прочность дисульфидных мостиков. Неполярные боковые цепи в водных растворах белков окружены молекулами воды, которые могут соединяться с другими частицами воды водородными связями. Взаимное притяжение молекул воды и стремление гидрофобных групп к объединению с группами такого же типа приводит к их вытеснению из водной среды и значительно повышает их сродство друг другу. Гидрофобные связи играют важную роль в поддержании характерной конформации нативных протеинов. [c.34]

Общепринято, что вулканизация серой приводит к образованию между полимерными цепями поперечных связей типа R—— —R, гдеН—углеводород каучука, ах — индекс, равный или превышающий единицу и указывающий на число атомов серы в поперечной связи. Среднее значение х, как и следовало ожидать, зависит от вида и количества используемого ускорителя. Фармер в 1946 г. сделал обзор данных о процессах, протекающих при вулканизации, и пришел к выводу, что вулканизация является результатом свободнорадикальной цепной реакции, включающей взаимодействие радикалов серы с а-метиленовыми атомами водорода в молекулах каучука. Он писал Наши сведения об особенностях химического действия серы на полиолефины, о превращениях ускорителя при вулканизации и о влиянии окиси цинка на эти процессы слишком ограничены, чтобы прийти к окончательному выводу о точном химическом механизме серной вулканизации. Имеющиеся сведения показывают, что сера определенно служит для соединения простых моно- и диолефинов друг с другом, и поэтому можно ожидать, что она свяжет между собой большие полиолефиновые молекулы кроме того, поскольку уменьшение ненасыщенности при образовании малосерных вулканизатов натурального каучука сравнительно невелико, имеется основание предположить, что многие поперечные связи образуются у а-метиле-новых углеродных атомов. Поперечные связи, по-видимому, представляют собой главным образом сульфидные и дисульфидные мостики при отсутствии сколько-нибудь значительного количества непосредственных углерод-углеродных связей. Минимальное количество поперечных связей, необходимое для поддержания определенных свойств вулканизата, неизвестно, но не может быть очень большим. Пригодность органического химического ускорителя, вероятно, связана, во-первых, с особенностями его термического распада в условиях вулканизации и, во-вторых, способностью его атома азота или атомов азота и серы вступать в координационные связи. Первое из этих качеств можно использовать [c.189]

Окись цинка является активатором вулканизации бутилкаучука и акцептором выделяющегося сероводорода, связывая его в сульфид цинка. Возможно, что перекиси металлов действуют подобным же образом, однако их влияние на степень вулканизации в сравнении с влиянием соответствующих моноокисей металлов подтверждает теорию окислительной регенерации дисульфидных поперечных связей. Основываясь на этих заключениях, в смеси для варочных камер и диафрагм, от которых требуется длительный срок службы при температурах вулканизации, предложили вводить двуокись свинца, которая лучше, чем другие перекиси, диспергируется в каучуке. Позже было установлено, что при вулканизации динитрозосоединениями или диметилол-фенольными смолами достигается более высокое сопротивление реверсии и обычному старению, и в настоящее время эти методы вулканизации широко используются для получения изделий, где эти свойства необходимы. [c.250]

Помимо ассоциаций боковых неполярных радикалов и дисульфидных мостиков в создании третичной структуры могут принимать участие и другие ковалентные связи — например, фосфо-эфирная. Показано, что в пепсине и а-казеине, встречаются ортофосфатные связи, соединяющие, вероятно, остатки серина и треонина доказано также наличие фосфоамидной поперечной связи (О—РОг—NH—) в а-казеине, которая присоединена, по-видимому, к остаткам лизина и аргинина. Возможно, что подобного рода связи имеют место и в фосфопротеинах. Однако для других белков они не имеют существенного значения. [c.94]

Абен [29] позже наблюдал три времени химической релаксации для этиленпропиленового каучука (СКЭП), вулканизованного в присутствии пероксидикумила и санто-кюра. Самое короткое время релаксации при ЗО С равно Ti=2-10 с, затем Т2=10 с и Тз=6-10 с (эти значения экстраполированы от высоких температур) значения В также различны. Энергия активации всех трех процессов практически одинакова (83—96 кДж/моль) . Другие результаты получены Тамура и Мураками [30]. Ими исследовалась релаксация напряжения НК, сшитого серой в присутствии тиурама и под действием у-радиации. Поэтому в вулканизатах имелись полисульфидные, моно- и дисульфидные, а также поперечные связи типа С — С. При высоких температурах наблюдалась химическая релаксация с двумя временалга релаксации. [c.196]

После расщепления дисульфидных связей белок либо распадается на составляющие его цепи (подобно инсулину), либо разворачивается, образуя одну длинную цепь (подобно рибонуклеазе). Как известно, не все белки содержат цистин однако имеются и другие возможности сшивки цепей, например при помощи фосфо-эфирных связей. Кроме того, следует иметь в виду, что трехмерная структура белка, несомненно, приводит к взаимодействию боковых цепей аминокислот друг с другом или с какими-либо участками пептидной цепи. Важную роль в образовании уникальной структуры белка, обеспечивающей его биологическую функцию, играют прочно связанные с ним вещества небелковой природы, такие, как металлы, пигменты и сахара. Молекула гемоглобина человека состоит из четырех пептидных цепей (двух а- и двух -цепей), соединенных с четырьмя геминовыми группами, которые и являются переносчиками кислорода. Структуры обеих цепей гемоглобина (по Брауницеру и др. 1 ]) и миоглобина [2, 3] приведены на фиг. 50. Интересно, что, согласно недавно опубликованной структуре субъединицы белка вируса табачной мозаики [4], в цепи из 158 аминокислотных остатков отсутствуют поперечные связи (фиг. 51). [c.113]

ОДИН ИЛИ самое большее два типа строительных блоков, несравнимо про-ш е, чем анализ явлений, наблюдаемых для белков, имеюш их сложную и часто неизвестную) последовательность аминокислот, дисульфидные поперечные связи и целый комплекс других факторов, обусловливающих их уникальную третичную структуру. Приведем два типичных примера поразительных эффектов, которые можно наблюдать для синтетических полипептидов. На рис. 74 представлены результаты экспериментов Доуни и др. [579], которые сополимеризовали Ь- и В-лейцин и определили оптическую активность сополимеров в бензоле — растворителе, в котором полипептиды существуют в спиральной конформации, и в трифторуксусной кислоте, в которой полипептиды находятся в виде беспорядоч- [c.198]

Как уже упоминалось, коллаген является структурным белком соединительной ткани и служит основным компонентом сухожилий, костей и связок. В коже коллаген находится в дерме, а кератин — в эпидермисе. После обработки кожи сульфидами, сульфитом, тиоглиголевой кислотой или другими реактивами, восстанавливающими дисульфидные группы остатков цистина кератина, последний растворяется. После удаления перешедшего в раствор кератина нерастворимый коллаген обрабатывают различными дубильными веществами (обычно танином). Дубильные вещества способствуют образованию поперечных связей между пептидными цепями и, таким образом, увеличивают прочность волокна кожи. Коллаген не однороден. В солевом растворе молекула коллагена состоит из трех отдельных пептидных цепей, названных а-цепями. Коллаген очень богат глицином и про- [c.54]

В реакции с шерстью вводили множество различных полифункциональных алкилируюш,их средств, в том числе упоминавшиеся выше в разделе, посвященном дисульфидному расширению. Во всех случаях шерсть перед сшиванием не восстанавливали. Некоторые типичные полифункцио-нальные реагенты, применявшиеся для этой цели, а также свойства шерсти, модифицированной действием этих веществ, приведены в табл. У1-38 [243]. Все полученные производные характеризовались пониженной растворимостью в щелочи и меньшей склонностью к усадке. Этерификация шерсти до сшивания [243] не препятствовала протеканию реакций образования поперечных связей с другой стороны, ацетилированная шерсть не реагировала с указанными сшивающими агентами. Эти данные показывают, что в реакции образования поперечных связей при действии полифункциональных алкилирующих средств участвуют аминогруппы белка это, однако, не исключает возможности частичного участия в обсуждаемой реакции карбоксильных или гидроксильных групп, если они не были защищены до проведения алкилирования. [c.416]

Необычная устойчивость овомукоида к осаждающим агентам и тот факт, что антитрипсиновая активность овомукоида быстро не исчезает в 9 М мочевине даже при повышенной температуре [5], отчасти могут быть обусловлены многочисленными дисульфидными поперечными связями молекулы. Большая часть антитрипсиновой активности овомукоида сохраняется после выдерживания препарата в кислых условиях даже при сравнительно высокой температуре (рис. 1). В действительности при низких значениях pH удельное оптическое вращение белка Iie кoлькo менее отрицательно, чем в нейтральных растворах, что позволяет сделать предположение о свертывании молекулы в более упорядоченную конфигурацию [56, 58]. Этот вывод подтверждается следующими данными если при pH выше 5 большая часть остатков тирозина овомукоида доступна воздействию растворителя (что было показано по способности растворителя сдвигать поглощение в ультрафиолетовой области спектра остатков тирозина), то при pH ниже 4 большая часть этих остатков становится недоступной для растворителя, и, следовательно, они, вероятно, локализованы внутри молекулы [58]. С другой стороны, выдерживание овомукоида в щелочных условиях приводит к необратимой потере антитрипсиновой активности со скоростью, зависящей от величины pH и температуры (см. рис. 1). Например, при комнатной температуре и при pH 11 или 12 происходит полная потеря активности, сопровождающаяся, как и при низких значениях pH, увеличением вращения раствора вправо [c.33]

Другое семейство близкородственных белков образует несколько сериновых эстераз. К ним относятся протеолитические ферменты химотрипсин, трипсин, эластаза и тромбин. На рис. 2.19 сравниваются аминокислотные последовательности этих четырех белков. Сравнение выявляет соответствие не только в аминокислотной последовательности, но и в расположении многих дисульфидных поперечных связей, а также в локализации очень реакционноспособного остатка серина, который, как известно, находится в активных центрах всех этих ферментов. Можно предположить, что такое сходство первичных структур должно приводить к сходству их третичной структуры. Именно это и представлено на рис. 2.20, где изображены три из четырех упомянутых выше белков. Следует, однако, обратить внимание на то, что, несмотря на сходство последовательностей, структуры и механизмов функционирования, позволяющее рассматривать эти четыре белка как родственные в эволюционном смысле, все же считать их тождественными никак нельзя. Различием аминокислотных последовательностей, и особенно пространственных структур, можно объяснить некоторые особенности субстратной специфичности этих белков и механизма их действия. [c.79]

При окислении, восстановлении или гидролизе происходит разрыв поперечных дисульфидных связей кератина, вследствие чего он становится растворимым. Кератин восстанавливается и переходит в растворимую форму под действием неорганических сульфидов кальция, бария, мышьяка и других металлов. Восстановленный кератин, содержащий вместо остатков цистина остатки цистеина, называют кератеином. Его можно окислить и снова получить кератин. Временное восстановление кератина волос тио-гликолем или тиогликолятом и последующее окисление кислородом воздуха используется при завивке волос (перманент). Подобно коллагену, кератин представляет собой гетерогенное вещество, состоящее из вытянутых пептидных цепей в виде волокон. Пептидные цепи имеют средний молекулярный вес 25 ООО— 28000 и содержат около 24% цистина. Длина волокон кератина зависит от содержания в них воды. Способность кератино-вого волоса удлиняться при поглощении влаги из воздуха и сокращаться при уменьшении влажности окружающего воздуха используется в гигрометре для измерения влажности воздуха. [c.55]