Модификация с изменением специфичности

В области инженерии белков усилия направлены на изменение термостабильности ферментов, что весьма важно для их практического использования. Так получен термолабильный химозин (ренин), употребляемый в сыроварении. После заверщения коагуляции молока с помощью химозина требуется его быстрая инактивация, чему и способствует полученная модификация белка. Ведутся работы по созданию термостабильной а-амилазы (для осахаривания крахмала) и протеазы, используемой в стиральных порошках. Инженерия белков находится на начальном этапе своего становления. В будущем можно ожидать создания ферментов с измененной специфичностью. [c.163]

Модификация с изменением специфичности [c.109]

В частности, методами белковой инженерии, сущность которых состоит в изменении первичной структуры природной молекулы фермента посредством химической модификации самого энзима или его гена, удается принципиально трансформировать структуру активного центра и его функцию, модулировать субстратную специфичность и физико-химические свойства фермен- [c.84]

Абсолютной специфичностью действия называют способность фермента катализировать превращение только единственного субстрата. Любые изменения (модификации) в структуре субстрата делают его недоступным для действия фермента. Примерами таких ферментов могут служить аргиназа, расщепляющая в естественных условиях (в организме) аргинин, уреаза, катализирующая распад мочевины, и др. [c.142]

Бол сложно организованной является регуляция, основанная на изменении активности фермента или белкового фактора путем его химической модификации. Чаще всего для этой цели используют реакции фосфорилирования белков с помощью специальных, специфичных к определенным белкам или группам белков — протеинкиназ (подробнее см. 10.2). [c.420]

Другим возможным сочетанием химических и ферментативных методов является химическая модификация фермента, приводящая к изменению его специфичности. Было показано, например, что расщепление 55 РНК частично алкилированной пиримидил-РНК-азой приводит к более крупным олигонуклеотидным фрагментам, чем действие необработанным ферментом [c.72]

По-видимому, модификация кроссоверной активности мутагенами регионально специфична, что аналогично результатам, полученным для спонтанного кроссинговера с помощью отбора [16]. Показано наличие полигенного контроля спонтанной рекомбинации [17]. Изменения спонтанной рекомбинационной активности большей частью специфичны по районам I, II и III хромосомы. [c.55]

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]

Модификация ферментов может приводить к существенным изменениям их эффективности и специфичности. Это часто позволяет составить представление о роли тех или иных участков молекулы фермента в проявлении им каталитических свойств. Можно различать три типа модификаций 1) протеолитическая модификация, т.е. отщепление (или присоединение) определенного фрагмента полипептидной цепи 2) химическая модификация - введение в белок чужеродных фрагментов и группировок и 3) направленный мутагенез - замена одних остатков аминокислот на другие. Последний тип модификаций стал возможен в последнее время в связи с развитием техники рекомбинантных молекул и, несомненно, имеет большое будущее в отношении исследований связи структуры и активности ферментов. [c.195]

В-третьих, иммобилизация или модификация фермента способствует целенаправленному изменению свойств катализатора, в том числе его специфичности (особенно в отношении к макро-молекулярным субстратам), зависимости каталитической активности от pH, ионного состава и других параметров среды и, что очень важно, его стабильности по отношению к различного рода денатурирующим воздействиям. Отметим, что крупный вклад в разработку общих принципов стабилизации ферментов был сделан советскими исследователями. [c.7]

Если в клетках эукариот такие глобальные системные изменения могут быть достигнуты путем конформационных перестроек хроматина, процессинга мРНК, а также за счет управления процессом трансляции генетической информации, то в случае прокариотных организмов тот же эффект может быть достигнут за счет изменения специфичности работы F HKH путем модификации ее компонентного состава (и па основе других механизмов, которые будут рассмотрены ниже). [c.37]

Ферменты, катализирующие окислительные реакции, в соответствующих условиях также часто проявляют измененную специфичность. Например, при обработке лизин-монооксигеназы реагентами, взаимодействующими с тиольными группами, можно добиться перехода от монооксигеназных реакций к оксидазным (рис. 8.4). В случае моноаминоксидазы тип реакции остается тем же, но модификация приводит к потере активности по отношению к природному субстрату тирамину и повышению активности к гистамину. При модификации флавопротеиндегидрогеназ их акцепторная специфичность может меняться так, что диапазон соединений, восстанавливаемых этими ферментами, расширяется и, кроме NADiP" ) включает красители и кислород. Фактически эти ферменты из дегидрогеназ превращаются в оксидазы, как, например, в паре ксантиндегидрогеназа/оксидаза [25]. Глутатионредуктаза катализирует реакцию [c.109]

Узнавание основывается на взаимодействии нескольких центров биополимера со специфичным лигандом. Тем не менее в большинстве случаев в лиганде могут быть найдены некоторые центры, которые либо вообще ие участвуют в образовании комплекса, либо их изменение существенно не влияет иа стабильность комплекса. Эти центры могут быть использованы для присоединения реакционно-способных остатков к лигандам без существенного изменения способности образовывать комплекс с биополимером.. Внутри такого комплекса реакционно-способная группировка может оказаться сближенной с определенным остатком биополимера и в дгшьнейшем ковалентно связаться с реагентом. Следовательно, химическая модификация происходит либо в сайте узнавания, либо в близлежащей области биополимера. Так как эта реакция протекает вследствие сродства (аффинности) лиганда к биополимеру, то этот процесс называют аффинной модификацией. Процесс позволяет ввести радиоактивные, флуоресцентные, парамагнитные и другие метки в определенную область биополимера. [c.329]

Реакция Дише в модификации Бартона. В настоящее время дифениламиновая реакция Дише широко применяется в модификации Бартона [13]. Модификация заключается в изменении состава дифениламинового реактива, температуры и продолжительности реакции. Дифениламиновая реакция в модификации Бартона более чувствительна и специфична. [c.41]

Первый запатентованный процесс микробной трансформации стероидов был разработан в 1937 г., но внедрить его в промышленность удалось лишь в 1952 г. [процесс 11-а-гидроксилирова-нйя прогестерона некоторыми видами грибов (рис. 4.12) . С технологической точки зрения этот процесс не потерял значения и теперь. Сегодня в нем используются виды грибов с весьма высокой субстратной специфичностью относительно места гидроксилирования. Дальнейшее усовершенствование процесса может быть основано на использовании спор грибов или же на изменении состава культуральных сред. Упомянутая выше трансформация может быть выполнена с высоким выходом при концентрации субстрата 20—50 г/л. Сходным образом по положению 7 и 14 может быть гидроксилирован дезоксикортикосте-рон. Если провести ба-метилирование ядра молекулы стероида, то нежелательного гидроксилирования по 7а-положению не произойдет. Направленное гидроксилирование путем химической модификации широко используется для повышения эффективности процесса. [c.161]

В некоторых случаях добавляемые агенты присоединяются к соответствующим группам биополимеров относительно прочной химической связью, переводя их из ионогенных в неионогенные. В этом случае по разности кривых титрования до и после модификации определяют область титрования и количество интересующих групп. Особенно специфичными в этом отношении являются реакции М-ацетилирования, N-гyaнидиpoвaния и эсте-рификации карбоксильных групп. Использование этого метода, однако, в ряде случаев вызывает денатурационные изменения макромолекул, поэтому к интерпретации полученных кривых титрования следует подходить с большой осторожностью. [c.27]

В процессе переработки, как уже указывалось, происходят структурные изменения полимера. Характерна, например, быстрая кристаллизация при холодной вытяжке. Рентгенограмма нерастянутого моноволокна из сополимера хлористого винилидена с хлористым винилом показывает изотропно кристаллическую структуру при растягивании наблюдается структура, специфичная для ориентированной кристаллической модификации . [c.91]

Реологические свойства, в частности вязкостные характеристики низкомолекулярных жидких кристаллов, изучены достаточно подробно. Обзор работ в этой области с включением данных по вязкости растворов ПБГ содержит список литературы почти из 100 наименований [77]. Для жидких кристаллов характерна чувствительность вязкости к переходам из одной жидкокристаллической модификации в другую и из анизотропного состояния в изотропное. Как по температурной, так и по концентрационной шкалам изменение вязкости при таких переходах настолько велико и специфично, что Грэй [1] даже предлагал пер1вичную идентификацию типа жидких кристаллов проводить по температурной зависимости вязкости г . В общем случае переход из нематической (или холестерической) мезофазы в изотропное [c.150]

Химическая модификация белков производилась в трех направлениях 1) изменения активности или физических свойств белков, с тем чтобы сделать их более пригодными для использования в медицине или в промышленности 2) установления структуры групп, обусловливающих биологическое действие белков 3) получения специфических производных белков для сравнительного исследования физических или биологических свойств неизмененного белка, в частности для иммунологических исследований. Первая из этих трех задач — практическая — имеет большое историческое значение и продолжает играть важную роль при приготовлении биологических препаратов и в технологии получения белков. Некоторые вопросы, касающиеся приготовления и свойств токсинов и вакцин, будут рассмотрены в отдельных статьях следующих томов настоящего сборника. Данные о применении для указанной цели формальдегида суммированы в обзоре Френча и Эдсалла [1]. Образование поперечных связей в белковых веществах в промышленных условиях рассмотрено Бьоркстеном [2]. В обзоре Густавсона [3] изложены результаты исследования связи между характером белков и химическими процессами при дублении. Процессы, используемые для видоизменения белков с целью их промышленного применения, в принципе сходны с описываемыми ниже реакциями белков. Различие заключается лишь в том, что в промышленности используются более жесткие условия обработки и в меньшей степени заботятся о специфичности протекания реакции. Несмотря на практическое значение этих вопросов, они в дальнейшем изложении рассматриваться больше не будут. [c.269]

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]

Кроме того, эти процессы могут быть использованы для придания реакции белков с формальдегидом большей специфичности и соответственно для расширения возмояшостей применения обсуждаемой реакции с целью модификации белков, особенно модификации, связанной с изменением их биологических функций и активности. [c.365]

Все нонсенс-супрессоры мутаций возникают в результате точковых мутаций в структурных генах, кодирующих тРНК. Эти изменения могут возникать как в антикодоне, так и в других местах молекулы. Однако в принципе возможно возникновение супрессорных тРНК и в результате нарушения процесса модификации тРНК, который оказывает влияние на специфичность узнавания. Это, вероятно, может происходить в результате мутаций в генах, кодирующих ферменты модификации. [c.99]

Изменение среды с целью модификации метаболизма Получение мутантов, способных к сверхпродукции промежуточных продуктов метаболизма Индукция определенных ферментативных процессов Ингибированная ферментация Направленный синтез из предшественников в обход метаболического контроля Биокатализ по завершении роста Одностадийные превращения, позволяющие обойтись без очистки фер-меита или принятия мер по сохранению его стабильности Многостадийные процессы ферментативной конверсии Биокатализ in vitro Использование очищенного фермента для одностадийной конверсии какого-либо природного субстрата Одностадийное образование химических промежуточных продуктов из неприродных субстратов с использованием очищенных ферментов с широким спектром действия Многостадийные полусинтетические метаболитические процессы Химический катализ на основе биологических принципов Создание химических аналогов ферментативных процессов Получение химических катализаторов с биологической специфичностью (образование биоорганических комплексов ) [c.134]

Конструирование определенного биологического катализатора ведется с учетом как специфичности белка, так и каталитической активности металлоорганического комплекса. Вот примеры такой модификации, проведенной для получения полусинтетических биоорганических комплексов . Миоглобин кашалота способен связывать кислород, но не обладает биокаталитической активностью. В результате объединения этой биомолекулы с тремя электрон-переносящими комплексами, содержащими рутений, которые связываются с остатками гистидина на поверхности молекул белка, образуется комплекс, способный восстанавливать кислород при одновременном окислении ряда органических субстратов, например аскорбата, со скоростью-почти такой же, как для природной аскорбатоксидазы. В принципе белки можно модифицировать и другими способами. Рассмотрим, например, папаин. Он относится к числу хорошо изученных протеолитических ферментов, для которого определена трехмерная структура. Поблизости от остатка цистеина-25 на поверхности белковой молекулы располагается протяженный желобок, в котором протекает реакция протеолиза. Этот участок может быть алкилирован производным флавина без изменения доступности участка связывания потенциальных субстратов. Такие модифицированные флавопапаины использовались для окисления Ы-алкил-1,4-дигидроникотинамидов, и каталитическая активность некоторых из этих модифицированных белков была существенно выше, чем у природных флавопротеин-ЫАОН-дегидрогеназ. Таким образом удалось создать очень эффективный полусинтетический фермент. Использование флавинов с высокоактивными, находящимися в определенном положении элек-трон-оттягивающими заместителями, возможно, позволит разработать эффективные катализаторы для восстановления никотин-амида. [c.182]

Не так давно белковый продукт гена sr был идентифицирован как про-теинкиназа с необычной специфичностью. Этот фермент катализирует фосфорилирование тирозиновых остатков в определенной группе белков, из которых наиболее интересен (в связи с изучением цитоскелета) винкулин. Как уже говорилось, этот белок, возможно, участвует в прикреплении пучков актиновых филаментов к плазматической мембране. В этом случае его модификация продуктом вирусного гена sr могла быть непосредственной причиной тех изменений цитоскелета, которыми сопровождается трансформация клеток вирусом саркомы Рауса. И, что еще более важно, эти наблюдения наводят на мысль, что процессы роста и деления клеток в норме контролируются сигналами, получаемыми от упорядоченной системы цитоскелета. [c.129]

В процессе канцерогенеза могут появляться не характерные для данной нормальной ткани белки, изменяться спектры изоферментов и антигенов, что и используется для ранней диагностики опухолевых заболеваний. Однако указанные изменения оказались не строго специфичными, поскольку аналогичные белки, их модификации и аналогичные изменения спектров изоферментов и аитигеиов характерны как для периода эмбрионального развития, так и для периодов длительной и значительной актпвацпн размножения клеток нормальной ткани. [c.88]

Каталитическая активность мембранной ацетилхолинэстеразы находится под контролем структурного состояния липидной фазы эритроцитарной мембраны. Фосфолипазы (Аз, С и В) оказывают на мембраны близкое модифицируюп ] ее действие, хотя они характеризуются не только различной специфичностью (природой разрываемых в липидах связей), но и пространственной асимметрией действия. Панкреатическая фосфолипаза Ад и фосфолипаза В гидролизуют липиды, расположенные на обеих сторонах эритроцитарной мембраны, а фосфолипаза С гидролизует фосфолипиды, расположенные на внутренней ее стороне. Модификация липидного бислоя с внутренней стороны мембраны приводит к изменению структурного состояния липидов, а затем и белков, расположенных снаружи. Косвенным свидетельством возможности такой трансмембранной передачи структурного сигнала может служить отрыв ацетилхолинэстеразы от мембраны под влиянием фосфолипазы С (И. Д. Болотовский и соавт., 1987). Обработка любыми фосфолипазами как бы превращает мембраносвязанный фермент в квазисвободный. [c.55]

НП оказывают глубокое воздействие и на другие уровни метаболизма клеток-мишеней. Установлены разнообразные их влияния на синтез РНК и белков. Рассматривая эти данные, следует учитывать несколько возможных механизмов. Во-первых, объектом фосфорилирования протеинкиназами, включаемыми при посредстве НП, могут бьггь белки-регуляторы трансляции и транскрипции. Во-вторых, значительные изменения содержания Са " ", да и других ионов, миграция которых возникает в результате модификации мембранных белков, Moiyr порождать другие процессы, ведущие в конечном счете к изменению скорости транскрипции тех или иных генов или к изменениям скорости трансляции (менее специфичным). В-третьих, наконец, заслуживает особого внимания установленное недавно явление интернализации рецептор-лигандных комплексов и сведения о наличии в оболочке ядра и в хроматине соединений, способных специфически связывать НП. Сама по себе интернализация комплекса лиганд-рецептор рассматривалась ра- [c.330]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология