Денатурация тепловая

Термолабильность ферментов. Скорость химических реакций зависит от температуры, поэтому катализируемые ферментами реакции также чувствительны к изменениям температуры. Установлено, что скорость большинства биохимических реакций повышается в 2 раза при повышении температуры на 10°С и, наоборот, снижается в 2 раза при понижении температуры на 10°С. Этот показатель получил название температурного коэффициента. Однако вследствие белковой природы фермента тепловая денатурация при повышении температуры будет снижать эффективную концентрацию фермента с соответствующим снижением скорости реакции. Так, при температуре, не превышающей 45—50°С, скорость реакции увеличивается согласно теории химической кинетики. При температуре выше 50° С на скорость реакции большое влияние начинает оказывать тепловая денатурация белка-фермента, приводящая к полному прекращению ферментативного процесса (рис. 4.16). [c.140]

Денатурация при повышении температуры. Это—наиболее обычный случай. Он более изучен, чем другие способы денатурации. Тепловая денатурация наиболее характерна для двух групп белков — альбуминов и глобулинов. Температура, при которой происходит денатурация, для различных белков различна. Для многих из их она лежит в пределах 55— 60°, для некоторых белков — выше. Указанная температура зависит также от присутствия в белковой системе электролитов и неэлектролитов. Из электролитов главное влияние оказывают анионы, которые по своему действию располагаются в лиотропный ряд. Прибавление к белковому раствору сахарозы в значительной степени предохраняет их от денатурации. [c.376]

Биохнмич. эффекты высоких Д. При Д в неск. сотен МПа происходит денатурация белков, при этом меняются их антигенные св-ва, снижается активность токсинов. Особенно чувствительны к Д. процессы образования связей белок-лиганд и белок-белок. Так, для белков характерно значив уменьшение скорости ассоциации с повышением Д. (AV положительны и могут исчисляться сотнями см /моль). Денатурирующее влияние Д. зависит от природы белка, т-ры и pH среды. Напр., овальбумин необратимо коагулирует при 800 МПа, тогда как р-ры альбумина не претерпевают изменений даже при 1,9 ГПа. Д. может препятствовать тепловой денатурации белка и даже вызывать ренатурацию белка, де- [c.621]

Осахаривающая способность амилазы солода, приготовленного из зерна различных культур (гидролиз 2%-ного раствора крахмала при pH 4,9 в течение 15 мин), по данным Хжоища, приведены на рнс. 64. Из него видно, что наряду с различием в осахаривающей способности разные солода имеют неодинаковый температурный оптимум, который у одних солодов (кукурузный, просяной, овсяной) приходится на одну строго определенную температуру, у других (ржаной, пшеничный, ячменный) — на некоторый интервал температур. Для всех солодов, за исключением овсяного, максимальная температура для действия амилазы не превышает 55Х, за ней наступает резкое снижение осахаривающей способности, а при 75—85°С— полное ее прекращение. Это объясняется тепловой денатурацией белковой молекулы фермента и связанной с ней потерей каталитической активности. [c.181]

Водоудерживающая способность, как и растворимость, одновременно зависит от степени воздействий как белков с водой, так и белка с белком, и поэтому от конформации и степени денатурации данного белка. Ввиду этого тепловая обработка оказывает сильное воздействие на это функциональное свойство. Влияние температуры на удерживание воды особенно тщательно исследовано применительно к мясу. В данном случае, начиная с 40 °С и выше, происходит денатурация белков, которая выражается в уменьшении количества групп кислого характера и снижения гидратации продукта [16]. [c.516]

Подобно белкам, нуклеиновые кислоты могут денатурировать. Этот процесс состоит в расхождении цепей двойной спирали ДНК и двухспиральных участков молекулы РНК (в частности, тРНК рис. 2-24). Денатурацию можно вызвать добавлением кислоты, щелочи, спиртов или удалением стабилизирующих структуру молекулы противоионов, например Mg +. В результате денатурации каждая из цепей молекулы приобретает форму беспорядочно свернутого клубка, поэтому данный процесс называют переходом спираль—клубок. Тепловая денатурация нуклеиновых кислот, как и белков, носит кооперативный характер (гл. 4, разд. В.7) и происходит в довольно узком интервале температур характерным параметром процесса является температура плавления. [c.142]

Обе стадии невозможно отделить одну от другой. Сущность тепловой денатурации можно рассмотреть на примере глобулярных белков. Основная молекула глобулярного белка, как известно, состоит из одной или нескольких полипептидных цепей, сложенных складками и образующих клубки. Такая структура стабилизируется непрочными связями, среди которых большую роль играют водородные связи, образующие поперечные мостики между параллельными пептидными цепями или их складками. При нагревании белков происходит усиленное движение полипептидных цепей или их складок, что вызывает разрыв непрочных связей между ними. В результате этого наблюдается развертывание и перегруппировка складок, сопровождаемые перераспределением полярных и неполярных радикалов, причем неполярные радикалы концентрируются на поверхности глобул, понижая их гидрофильность, а следовательно, и растворимость. [c.370]

Ступенчатый характер тепловой денатурации лизоцима был также обнаружен в работе [72] при изучении оптической плотности растворов лизоцима в процессе его нагревания от 20 до 90° С наиболее выраженные изменения оптической плотности наблюдались около 50° и при 75—77° С [72, 73], что в целом согласуется с данными по ультразвуковой инактивации лизоцима (см. рис. 19). Тот факт, что в интервале температур 60—75° С наблюдается резкое уменьшение а-спиральности лизоцима (от 31 до 15%), также согласуется с наличием конформационного перехода лизоцима при 7ГС, обнаруженного с помощью ультразвуковой инактивации (см. рис. 19). Об этом же свидетельствуют и данные по изучению лизоцима, полученные методом дисперсии оптического вращения )[74, 75], по которым структурный переход фермента в нейтральной области pH происходит в температурном интервале 75—80° С. [c.162]

Ферментативные реакции характеризуются также наличием колоколообразной зависимости скорости реакции от температуры в достаточно широком температурном интервале (что приводит к температурному оптимуму реакции). Эта особенность влияния температуры на кинетику ферментативных реакций объясняется наложением двух эффектов — возрастанием скорости реакции при увеличении температуры и ускорением тепловой денатурации белковой молекулы, приводящей к инактивации фермента при высоких температурах. Ясно, что при достаточно корректной постановке эксперимента оба эти явления можно изучать раздельно (см., например, 9 этой главы). [c.266]

Белки представляют собой биологические молекулы с длинными цепями, построенными из аминокислот. Белковая цепь имеет специфическое расположение, которое удерж1[вается водородными связями между группами N—Н и С=0, расположенными вдоль цепи (см. разд. 11.5, ч. Г). При денатурации белка, например при варке яйца, повышение тепловой энергии вызывает разрыв водородных связей, и регулярное расположение групп вдоль белковой цепи нарушается. Какие знаки имеют величины ДЯ и Д5 в процессе денатурации белка [c.197]

В таблице 8 приведена температурная зависимость скоростей тепловой денатурации р-лактоглобулина [7]. Найти энергию активации денатурации, а также значения стандартных энтальпии и энтропии активации реакции. [c.71]

Зависимость константы скорости тепловой денатурации р-лактоглобулина от температуры [c.71]

Влияние температуры. Повышение температуры вызывает 0,25 %-ное увеличение растворимости белков сои на каждый градус в диапазоне от 15 до 18 С [79]. У рапса оптимальной для перевода в растворимое состояние является температура 45°С [43]. За пределами этой температуры проявляются неблагоприятные эффекты, которые свойственны всей совокупности белков (опасность тепловой денатурации). [c.424]

Обычно наблюдается линейная зависимость. Повышение температуры приводит к увеличению активности фермента, однако при 40—50°С достигается ее максимум. При дальнейшем увеличении температуры действие ферментов ослабляется, так как начинается их тепловая денатурация. [c.303]

ДЕНАТУРАЦИЯ. Макроструктура белка определяется весьма хрупким равновесием между различными силами притяжения и отталкивания, которые действуют между этим биополимером и окружающей его водной средой. Стоит только нарушить это равновесие, как вся структурная организация полипептида, кроме первичной, исчезнет ппыми словами, произойдет денатурация. В зависимости от степени нарушения структуры и от природы белка денатурация может быть либо обратимой, либо необратимой. Классическим примером необратимой денатурации является коагуляция яичиого белка при варке яиц, когда яичный альбумин (белок) претерпевает тепловую денатурацию. [c.412]

Тепловая коагуляция белков применяется в широких масштабах, но недостатком метода являются денатурация белков и потеря ими при обработке значительной части их свойств [59]. Поэтому такая технология практикуется только для утилизации загрязняющих компонентов, например, крахмального производства. [c.428]

Тепловая денатурация белков. Свертывание большинства белков начинается уже при температуре 50—55". Воздействие высокой температуры ведет к тс пл()вой денатурации белков, в рс зультате котс рой про- [c.21]

Реакции пластеина использовали для изменения структуры растительных белков и повышения их питательной ценности. Возможно также введение в ту же структуру растительных белков важнейших аминокислот, которых в этих белках содержится недостаточно нли нет совсем. Реакции пластеина благоприятны для разрешения некоторых проблем съедобности продуктов, что связано, с одной стороны, с простой операцией добавления этих аминокислот и, с другой — с предотвращением денатурации этих аминокислот в ходе других процессов, таких, как тепловая кулинарная обработка [21]. [c.617]

После достижения полной экстракции белков, т.е. перевода белков в растворенное состояние, приступают к разделению —фракционированию смеси белков на индивидуальные белки. Для этого применяют разнообразные методы высаливание, тепловую денатурацию, осаждение органическими растворителями, хроматографию, электрофорез, распределение в двухфазных системах, кристаллизацию и др. [c.26]

Большая группа экспериментальных данных свидетельствует о том, что конформация молекулы лизоцима и ориентация функциональных групп его активного центра сходны, возможно идентичны, в кристалле и в растворе. К ним относятся, например, результаты сравнительного изучения денатурации растворимого и кристаллического (тетрагонального) лизоцима нод действием температуры и денатурируюпщх агентов с номон ью дифференциальной сканирующей калориметрии [35]. В этой работе было показано, что термодинамические параметры тепловой денатурации фермента и температура денатурацнп близки для фермента в кристалле и растворе. Далее, денатурирующее влияние алифатических спиртов также оказалось одинаковым по отношению к лизоциму в двух физических состояниях, и анализ данных показал, что конформация молекул лизоцима в растворе или кристалле одинаково зависит от гидрофобных взаимодействий с раствори- [c.155]

Естественная физическая идея состоит в предположении о способности глобулы служить неким энергетическим резервуаром. Энергия теплового движения или энергия, приобретенная глобулой при сорбции субстрата, конвертируется в энергию ФСК, в результате чего происходит эффективное понижение энергии активации. Неполная упорядоченность глобулы и малые различия в свободных энергиях упорядоченного и неупорядоченного состояний (порядка 1 ккал/моль) означают наличие конформационных флуктуаций [104, 105]. Косвенные свидетельства в пользу таких флуктуаций состоят в заметном дейтеро-обмене с водородами пептидных связей —СО—NH— при температурах, значительно меньших температуры денатурации белка, при которой водородные связи рвутся [104]. О том же говорит повышенная жесткость ФСК по сравнению со свободным ферментом— ФСК труднее расщепляется трипсином [105—107]. По-видимому, связывание субстрата уменьшает конформационную подвижность глобулы. Наличие значительных флуктуаций следует также из общей феноменологической теории полимерной глобулы, развитой Лифшицем (см. стр. 143, 236). [c.400]

Интересная особенность полиаминокислотных катализаторов [88]—это обнаруженная для них тепловая денатурация, которая, как оказалось, связана с гидролизолг имидных связей, побочно образующихся при синтезе полимеров, например [c.109]

В заключение отметим, что для изучения тепловых эффектов процессов денатурации белков и нуклеиновых кислот и взаимодействия этих биополимеров с ионами металлов и гидроксония в последнее время щироко и успешно применяется микрокалори-метрия. Тепловые эффекты этих процессов довольно малы. Так, теплота денатурации (т. е. перехода спираль—клубок) ДНК составляет около 4,0 ккал на моль мономерных единиц. Поскольку исследования обычно проводятся при концентрациях биополимеров порядка 10 М (в расчете на мономерные единицы), а объемы составляют 1—2 мл, измеряемые теплоты крайне малы (де- [c.47]

Следует отметить, что хроматография в системе ХОФ-5 является мягким способом фракционирования и очистки, по крайней мере в случае РНК. Известно, например, что нативная РНК фага MS-2, кодируюш,ая только три белка (оболочки фага, репликазу и белок А) в опытах in vitro ведет инициацию их синтеза в пропорции 70 25 5. После мягкой тепловой денатурации РНК эти синтезы инициируются уже с одинаковой скоростью, что можно объяснить утратой специфической третичной организации молекулы фаговой РНК. Оказалось, что после очистки в хроматографической системе ХОФ-5 РНК фага MS-2 полностью сохраняла нативные пропорции инициации указанныз выше синтезов. То же самое было показано и для РНК фага QP [ ampbell et al., 1980]. [c.173]

Очистка экстракта этанолом и тепловая денатурация балластных белков. Измерив объем фильтрата, помещают его в охлаждающую смесь (лед — Na l), добавляют при постоянном перемешивании сухой NH4 I до конечной концентрации 0,1 М, затем доводят pH экстракта до 9,0, осторожно приливая 5 М NH4OH. Перемешивают 30 мин, добавляют 1,5 объема охлажденного до —10° С — (—20° С) этилового спирта. Спирт добавляют медленно, по каплям из делительной воронки, перемешивая экстракт и следя за тем, чтобы температура смеси не повышалась выше О—2° С. Затем температуру смеси постепенно доводят на водяной бане до 20° С. Оставляют при этой температуре на [c.295]

Ферментативные р-ции чувствительны к внеш. условиям, в частности к ионной силе р-ра и pH среды. Влияние т-ры на скорость ферментативной р-ции описывается кривой с максимумом, восходящая ветвь к-рой отражает обычную для хим. р-ций зависимость, выраженную ур-нием Аррениуса. Нисходящая ветвь связана с тепловой денатурацией фммента. Максимум кривой соответствует оптимальной т-ре 7 , значение к-рой для большинства ферментов лежит в пределах 40-50 С. Для нек-рых ферментов, особенно фотмеитов термофильных микроорганизмов, 80-90 °С. Подробнее о кинетике ферментативных р-ций см. Ферментативных реакций кинетика. [c.81]

Спектры ПМР белков чрезвычайно сложны, однако в их расшифровке достигнуты весьма значительные успехи [170—175]. На рис. 2-41 приведены спектры ПМР -фермента рибонуклеазы, полученные при 60 и 220 МГц. Как легко видеть, при более высокой частоте разрешение выше. Обращает на себя внимание и тот факт, что после тепловой денатурации фермента (до 72,5°С) многие сигналы спектра, снятого при 220 МГц, оказываются более узкими. Это означает, что в результате денатурации все однотипные боковые группы белка попадают в примерно эквивалентное окружение. Кроме того, было показано, что спектры ПМР для белков, находящихся в кон- зормации статистического клубка, хорошо соответствуют спектрам, которые можно получить, исходя из стандартных химических сдвигов отдельных аминокислот [171], что согласуется с изложенным выше. [c.187]

При произвольном дисульфидном оомене, неспецифическом окислении и при образовании ковалентных связей иного вида денатурация необратима. Тепловая денатурация в начальной стадии ведет, например, к региоселек-тивиым изменениям конформации, которые могут быть обратимыми. На последующей стадии неконтролируемая агрегация ведет к образованию неупорядоченного клубка. [c.358]

Гранулометрические показатели сырья должны быть подходя-Ш.ИМИ, насколько это возможно, для максимально полного и быстрого растворения белков. Поэтому контактируюш,ая с жидкостью поверхность частиц должна быть наибольшей, чтобы уменьшить расстояние между центром частицы и растворителем. Например, вполне пригодны обезжиренные хлопья сои, если их толщина достаточно мала (0,2 мм) [149]. Эта характеристика, связанная с перемешиванием среды, позволит лучше управлять скоростью диффузии белков в растворителе. Обширная поверхность хлопьев упрощает разделение белкового экстракта. Когда сырьем служит мука (например, бобовых, богатых крахмалом, — гороха и конских бобов), ее гранулометрические достоинства заключаются в однородности при размерах частиц от 100 до 150 мкм [161]. В самом деле, более мелкие размеры усложняют разделение твердой и жидкой фаз без реального выигрыша в растворимости или даже в скорости обработки. Кроме того, слишком энергичное измельчение может вызвать тепловую денатурацию сырья. Наоборот, использование более крупных частиц продлевает время растворения и повышает степень удержания белкового экстракта нерастворимым остатком. [c.430]

Действие тепловой обработки особенно пристально изучалось на белках масличных культур и в первую очередь на белках сои. Целью этих работ было ослабление денатурации белков в ходе удаления растворителей из шротов. Такая операция, включающая прогрев паром, вызывает, по данным Смита и Сэркла [38], очень сильное снижение растворимости белков, если продолжительность обработки превышает несколько минут (рис. 10.1). [c.511]

Библиографических сведений о влиянии тепловой обработки на поверхностно-активные свойства белков и их способность образовывать эмульсии и пену довольно мало. Тем не менее проведено одно обобщающее исследование [44] по различным белкам животного и растительного происхождения. Авторы установили, что термическая денатурация, которая происходит во всех случаях за счет повышения гидрофобности поверхности макромолекул, как правило, не улучшает эмульгирующие свойства. Как свидетельствуют результаты этого исследования, с одной стороны, эмульгирующие свойства оптимальны, когда гидрофобность поверхности, измеренная по методу Като и Накаи [24], находится в пределах 280—350, а с другой стороны, стабильность эмульгирования повышается для этой зоны гидрофобности, если снижается растворимость. Ввиду этого для каждого белка необходимо подбирать оптимальные параметры тепловой обработки (продолжительность, температура, pH, ионная сила) с целью достичь этой благоприятной зоны (режима обработки). [c.522]

В то время как основные типы РНК, обнаруживаемые в природе, являются однонитевыми нуклеиновыми кислотами, небольшая часть вирусов, например реовирусы, содержат РНК в виде двойной спирали. Эти РНК имеют такой состав оснований, в котором А = и и О = С. Они проявляют заметную устойчивость к гидролизу рибонуклеазами, если их не подвергать предварительной тепловой денатурации. Такие РНК могут быть выделены из растворов в виде нитей или же аналогичные нити могут быть приготовлены из препаратов синтетических двухцепочечных полимеров типа [(гА)-(ги)] и использованы для исследования методом диффракции рентгеновских лучей [63]. Данные рентгеноструктурного анализа свидетельствуют о том, что двухцепочечные РНК принимают спиральную форму, имеющую очень близкое сходство с /4-формой ДНК (наклон плоскости пар оснований к основной оси спирали около 10°, и на один виток спирали приходится 11 —12 оснований). Создается впечатление, что конформация такой /4-формы РНК, подобно /4-форме ДНК, диктуется формой углеводного кольца, находящегося в С-3-з/ (Зо-конформации. Вполне очевидно, что урацил может взаимодействовать с аденином столь же эффективно, как и тимин в образовании водородных связей. [c.60]

Теоретический расчет структуры тропоколлагена исходит из минимизации конформационной энергии и учитывает стабилизующую роль молекул воды (Туманян). Этот расчет дает результаты, согласующиеся с опытом. Тропоколлаген испытывает тепловой переход — денатурацию — в растворе. В зависимости от вида позвоночного температура денатурации Т меняется от 20 до 40°С, энтальпия денатурации — от 3150 до 6300 Дж/моль, энтропия — от 10,9 до 21 Дж/(моль К) (калориметрические данные). Температура Гд, Н и Л5 возоастают.с увеличением содержания иминокислотных остатков Про, Опро, которые не образуют внутримолекулярных водородных связей С = 0 — —Н—N. По-видимому, тропоколлаген действительно стабилизуется соседними молекулами воды, образующими водородные связи с иминными атомами азота N — Н—О. Удаление воды при- [c.127]

Зависимость теплового эффекта денатурации от содержания иминокислотных остатков свидетельствует о лииейиой гетерогенности тропоколлагена, о том, что молекула содержит участки с различной степенью упорядоченности. Это следует и из анализа кривой плавления. В работе [163] показано также, что сложный ход поглощения тепла, наблюдаемый в солевом растворе тропоколлагена, связан с некоторым предденатурацион-ным конформационным переходом в условиях, близких к физиологическим (см. также [166]). [c.258]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология