Неупорядоченный последовательный механизм

Неупорядоченный последовательный механизм [c.127]

Последовательным механизмом будет называться механизм, при котором все субстраты должны быть связаны с ферментом, прежде чем образуется любой из продуктов. Последовательный механизм будет называться упорядоченным , если субстраты связываются с ферментом в строго определенном порядке и продукты высвобождаются также в строго определенном порядке. Если порядок не является строго определенным, то механизм будет называться неупорядоченным . [c.355]

Свертывание белковой цепи не может быть объектом рассмотрения классической равновесной термодинамики, поскольку последняя оперирует только усредненными характеристиками стохастических систем, обратимыми флуктуациями и функциями состояния, а поэтому ограничена изучением макроскопических систем с чисто статистическим, полностью неупорядоченным движением микроскопических частиц, взаимодействующих неспецифическим образом только в момент упругих соударений. Равновесная термодинамика в состоянии анализировать коллективное поведение множества частиц, не вдаваясь при этом в детали их внутреннего строения и не конкретизируя механизм равновесного процесса. Особенно важно отметить то обстоятельство, что для классической термодинамики все случайные флуктуации системы неустойчивы, обратимы и, следовательно, не могут оказывать заметного, а тем более конструктивного, воздействия на протекающие процессы. Все явления, самопроизвольно протекающие в изолированной системе, направлены, согласно термодинамике равновесных процессов, на достижение однородной системы во всех возможных отношениях. Сборка белка не отвечает основным положениям классической статистической физики эргодической гипотезе и Н-теореме Больцмана, принципу Больцмана о мультипликативности термодинамической вероятности и закону о равномерном распределении энергии по всем степеням свободы. Следование системой больцмановскому распределению вероятностей и больцмановскому принципу порядка, не содержащих механизма структурообразования из беспорядка, исключает саму возможность спонтанной сборки трехмерной структуры белка. Кроме того, невозможен перебор всех равноценных с точки зрения равновесной термодинамики и статистической физики конформационных вариантов. Даже у низкомолекулярных белков (менее 100 аминокислотных остатков в цепи) он занял бы не менее лет. В действительности же продолжительность процесса исчисляется секундами. Величина порядка 10 ° лет может служить своеобразной количественной мерой удаленности предложенных в литературе равновесных термодинамических моделей от реального механизма свертывания природной аминокислотной последовательности. [c.90]

С геометрической точки зрения критическое ядро, образованное последовательностями различных молекул, является наиболее вероятным зародышем структуры. При возникновении такого ядра должны удовлетворяться лишь минимальные требования, касающиеся кооперативности взаимодействий неупорядоченных цепей. Такая пачечная модель ядра наилучшим образом согласуется с кинетическим анализом и поэтому отражает наиболее вероятный механизм нуклеации. Кроме того, нет никаких оснований думать, что расположение цепей в кристаллите и ядре должно быть одинаковым. Но это отдельная проблема. Свою специфику имеет также и кристаллизация набухших полимеров. При этом проявляются дополнительные специфические факторы, влияющие как на конформацию и упаковку цепей, так и на нуклеацию. [c.292]

Как мы уже говорили, появление биологически важных пептидов было бы крайне маловероятным событием и происходило бы в очень ограниченной степени, если бы объединение аминокислот было полностью неупорядоченным процессом. Однако общеизвестно, что в природе существуют лишь весьма немногие комбинации из 20 с лишним различных аминокислот, хотя таких комбинаций в принципе возможно очень много. Поэтому мы вправе задать вопрос, могут ли такие специфические последовательности возникать небиологическим путем и если могут, то каким образом. (Предполагается, что в добиологический период аминокислотные последовательности возникали без всякого контроля со стороны нуклеиновых кислот в отличие от того, что имеет место в настоящее время. Если бы такой контроль существовал, то пришлось бы говорить о способах упорядочивания нуклеотидов. Так или иначе, регулирующий механизм, то ли присущий самим объединяющимся мономерам, то ли внешний по отношению к ним, должен был играть ограничивающую роль. Поскольку большинство исследований проводилось с полимеризацией аминокислот, мы будем обсуждать именно этот процесс. К вопросу о полимеризации аминокислот, контролируемой нуклеиновыми кислотами, мы вернемся позже.) [c.242]

I. Схематическое изображение упорядоченного механизма с образованием тройного комплекса (синонимы —механизм однотактного замещения, механизм дегидрогеназного типа, последовательный механизм) и соответствующие кинетические прямые. Некоторые неустойчивые промежуточные соединения (заключены в скобки) могут быть кинетически незначимыми. //. Общая (неупорядоченная) форма механизма с образованием тройного комплекса, предусматривающая возможность различной последовательности присоединения субстратов к ферменту при образовании комплекса, а также возможность изомернэацаа [c.136]

Чтобы иллюстрировать метод Клеланда, мы разберем реакцию с механизмом В1 В1. В уже упомянутой работе Клеланд [9] рассматривает множество механизмов и других типов. Последовательность событий в реакции с механизмом В В можно изобразить графически в направлении слева направо, как мы покажем это ниже. Горизонтальная линия означает фермент, а вертикальные стрелки используются для того, чтобы обозначить связывание субстратов и диссоциацию продуктов. При желании рядом со стрелками можно писать константы скорости для прямой (слева) и обратной (справа) реакций. Ниже приведены примеры трех моделей механизма В В1. Две первые представляют собой модели последовательных механизмов упорядоченный механизм В1 В1 и неупорядоченный механизм В1В1 с быстрым установлением равновесия третья — модель механизма пинг-поиг В1 В . [c.356]

Последовательные механизмы представлены двумя видами — упорядоченным и неупорядоченным. В противоположность пинг-понг-механизму при последовательном механизме оба субстрата должны соединиться с ферментом и образовать тройной комплекс прежде чем произойдет образование продукта. Реакцию по упорядоченному механизму можно записать в виде следующей схемыг [c.255]

Напротив, если бы ферментативный гидролиз гтроходил исключительно по неупорядоченному механизму, то сразу после начала реакции и по мере последующей деструкции исходного полимера спектральный максимум должен был последовательно смещаться в сторону более коротких длин волн. В последнем случае положение медианы, соединяющей все максимумы на спектральных кри- [c.90]

Описанная модель структурной самоорганизации белка непосредственно отвечает ренатурационному процессу, протекающему в условиях in vitro, когда исходное конформационное состояние молекулы максимально неупорядоченно. Сборка белка в процессе биосинтеза и при содействии шаперонов протекает в принципе по тому же беспорядочно-поисковому механизму и поэтому не требует разработки специальных моделей. Возможность свертывания аминокислотной последовательности до окончания синтеза и отхода от рибосомы в первом случае, и взаимодействие флуктуирующей цепи со специфическими белками во втором ограничивают конформационную свободу неструктурированного белка. В результате уменьшается количество обратимых, непродуктивных флуктуаций, увеличивается вероятность появления бифуркаций и, следовательно, сокращается время сборки. Иными словами, запрещая целый ряд обратимых флуктуаций, шапероны сближают друг с другом бифуркационные точки и тем самым делают процесс самоорганизации нативной конформации белка более эффективным. [c.99]

Н. Гё, рассматривая возможные пути достижения промежуточного, активированного состояния, предполагает, что этой стадии предшествует образование зародышевых, эмбриональных структур [66]. В предложенной им модели, названной эмбрионуклеационной, возникновение эмбрионов происходит за счет ближних взаимодействий, которые могут быть как согласованными, так и не согласованными с дальними взаимодействиями, актуальными для отдельных нуклеаций и белковой глобулы в целом. В первом случае будет иметь место дальнейший рост эмбриона и переход его в стабильную локальную структуру (нуклеацию), а во втором -распад, При согласовании ближних и дальних взаимодействий Гё допускает два механизма свертывания цепи [18]. По одному из них, механизму миграционного развития, эмбрион развивается путем поверхностной сорбции остатков неупорядоченной области и слияния с соседними по цепи эмбрионами. По другому, диффузионно-коллизионному, предложенному М.Карплюсом и Д. Уивером [67], эмбриональный рост происходит в результате столкновения и последующей коагуляции двух (или более) эмбрионов, принадлежащих разным, далеко отстоящим участкам последовательности. Оба механизма не противоречат друг другу и, по-видимому, отражают разные стадии процесса сборки. Первый требует меньшей потери энтропии и поэтому предпочтителен в начальной фазе структурирования. Второй сопряжен со значительным ограничением конформационной свободы и может быть выгоден после создания стабильных эмбрионов, переходящих в нуклеации. Впрочем, П. Ким и Р. Болдвин усматривают в диффузионно-коллизионном механизме еще одну возможность объединения зародышевых форм [68]. Они предполагают, что соударения эмбрионов приводят к конформационным перестройкам, благоприятным для их объединения. [c.494]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология