Полипептидные субъединицы

Некоторые белки состоят более чем из одной субъединицы. Их называют мультимерными. Если субъединицы белка одинаковы, то белок-гомомультимер, детерминируемый одним геном. Если же субъединицы белка различны, то белок называют гетеромультимером. Гемоглобин служит примером белка, состоящего более чем из одного типа полипептидных субъединиц. Группа гема связана с двумя а-субъединицами и двумя р-субъединица-ми. Каждый тип субъединиц-иная полипептидная цепь и продукт другого гена. Таким образом, функция гемоглобина может быть подавлена мутацией в любом из генов, кодирующих либо а-, либо Р-субъединицу. В связи с этими данными гипотеза один ген-один фермент была сформулирована в более общем виде, применительно к любому гетеромультимерному белку. Теперь она получила более точное выражение один ген-одна полипептидная цепь . [c.18]

Мол. масса РНК-полимеразы I, независимо от источника, составляет 500-600 кДа. Все ферменты содержат от 9 до 14 различных полипептидных субъединиц в зависимости от происхождения, а также методов и аналитических процедур, использованных при их очистке. Обычно ферменты содержат две большие полипептидные субъединицы мол. массой более 100 к Да каждая. Большие субъединицы РНК-полимеразы I имеют участки, гомологичные участкам соответствующих двух больших субъединиц РНК-полимераз II и III и дают перекрестную реакцию с некоторыми антителами к этим полимеразам. Интересно, что у больших субъединиц РНК-полимеразы I и двух больших субъединиц РНК-полимеразы Е. соИ также встречаются гомологичные участки. Размер других субъединиц варьирует от 15 до 50 к Да. Три полипептида меньшего размера есть у всех трех РНК-полимераз, два других-только у РНК-полимераз I и III, а остальные у разных ферментов разные. Функции ни одной из этих субъединиц пока не установлены. Вероятно, изолированная РНК-полимераза I представляет со- [c.27]

Фибриллы коллагена состоят из повторяющихся полипептидных субъединиц, называемых тропоколлагеном. Эти субъединицы уложены вдоль фибриллы в виде параллельных пучков по типу [c.178]

При ВЫСОКИХ концентрациях СО , наблюдающихся в тканях, часть СО2 связывается с гемоглобином и его сродство к О2 снижается, что приводит к освобождению 02- И наоборот, когда в легких с гемоглобином связывается О2, уменьшается сродство гемоглобина к СО2. Из сказанного следует, что кривая насыщения гемоглобина кислородом зависит как от pH, так и от концентрации СО2. Такая обратная зависимость между связыванием О2, с одной стороны, и связыванием СО2 и ионов Н -с другой, дает организму большие преимущества. В тканях при низких pH и высоких концентрациях СО2 кислород обычно освобождается из гемоглобина, тогда как в легких высокая концентрация кислорода способствует вьщелению СО2 и ионов Н. Таким образом, благодаря способности молекулы гемоглобина передавать информацию о связывании лигандов от одной полипептидной субъединицы к другой эта молекула оказывается великолепно приспособленной к осуществлению совместного переноса эритроцитами О2, СО2 и ионов Н . [c.210]

Обратимая реакция гидратации — дегидратации фумарат малат катализируется ферментом фумаразой. Были тщательно исследованы кинетика и механизм действия кристаллической фумаразы, выделенной из сердца свиньи. Этот фермент с молекулярным весом 2,2.10 состоит из четырех одинаковых полипептидных субъединиц (мол. вес. 48,5-10 ). Для протекания реакции никаких кофакторов не требуется, но эксперименты четко указывают на участие в реакции кислого (т. е. протонированного) и основного (депротонированного) остатков. Их значения при ионной силе [c.356]

Заметим, однако, что для некоторых других систем наблюдается комплементация в пределах одного и того ше класса. Это оказывается возможным в том случае, если активный белок состоит из двух или нескольких идентичных полипептидных субъединиц и если эти субъединицы, будучи поврежденными в разных местах, сохраняют способность агрегировать с образованием более или менее активного белка. [c.494]

Таким образом, аллели А ж В доминируют над своими мутантными аллелями а ж Ь. Функционально активная генетическая единица в даннохМ случае состоит из двух сегментов, или цистронов,— А ж В,— которые располагаются рядом на генетической карте. Каждый цистрон в отдельности контролирует синтез специфической молекулы, которая, однако, сама по себе неактивна даже будучи абсолютно неповрежденной. Продукты цистронов А ж В должны объединиться для того, чтобы возникла активная структура. Мутации в каком-либо из двух цистронов приводят к синтезу дефектной молекулы, не способной к образованию активного продукта нри взаимодействии с нормальным продуктом второго цистрона. Естественно предположить, что генетическая единица функции — ген или цистрон — кодирует субъединицу белка — индивидуальную полипептидную цепь. Допустим, что функционально активный белок состоит из п полипептидных цепей (субъединиц), связанных друг с другом ковалентными или другими связями. Для кодирования такого белка необходимо п цистронов. Поэтому мы и предполагаем существование двух полипептидных цепей, соответствующих двум цистронам области гП. Если активный белок состоит из одной полипептидной цени, то ген, кодирующий этот белок, эквивалентен цистрону. Если даже мутация Л ->- а или В Ъ приводит к полному отсутствию соответствующего полипептида или к образованию совершенно искагкенного полипептида, несомненно, что до тех пор, пока в клетке имеются нормальные аллели, детерминирующие полипептидные субъединицы А и В, внутриклеточный фонд будет содержать некоторое количество этих субъединиц. [c.494]

Механизм гомотропного и гетеротропного взаимодействия в гемоглобине, по-видимому, зависит от трех типов конформационных переходов в белке небольших изменений третичной структуры каждой из полипептидной субъединиц, от малых изменений четвертичной структуры и больших изменений четвертичной структуры комплекса из четырех ассоциированных полипептидных субъединиц. Первый из этих переходов представляет собой последовательность изменений, охватывающих только небольшую область полипептида, и связывает процессы, в которых участвует железо, с равновесием между свободными и связанными аминокислотными остатками на определенном участке поверхности субъединицы. Этот тип переходов достаточен для объяснения гетеротропного взаимодействия в белках, состоящих только из одной полипептидной цепи. Однако в гемоглобине конформационные изменения второго типа приводят к образованию или разрыву солевых мостиков между субъединицами, что автоматически влечет за собой небольшие изменения четвертичной структуры. Нарастание этих небольших изменений в четвертичной структуре в конце концов приводит к К—Т-переходу. Таким образом, процессы, в которых участвует железо в каждой из субъединиц, косвенно связаны с переходами между К- и Т-формами всего белка. [c.182]

Из того факта, что многие ферменты утрачивают при низких температурах свою четвертичную структуру, был сделан предположительный вывод об особом значении гидрофобных взаимодействий для стабилизации агрегатов из полипептидных субъединиц. Как уже упоминалось, из всех слабых связей и взаимодействий, стабилизирующих структуру высших порядков, только гидрофобные взаимодействия ослабевают с понижением температуры. Высказывалась мысль, что само существование ферментов, состоящих из нескольких субъединиц, связано с избытком гидрофобных остатков в их полипептидных цепях, что таких остатков здесь больше, чем их может быть заключено внутри одной свернутой в третичную структуру цепи (фиг. 73). Судя по некоторым оценкам относительной доли гидрофобных остатков, необходимых для образования четвертичной структуры, наличие около 30% таких остатков почти всегда будет неизбежно вести к образованию четвертичной структуры. Как показывает анализ аминокислотного состава белков, состоящих из одной цепи и из нескольких субъединиц, ферменты первого из этих двух типов содержат 13—31% гидрофобных остатков, а ферменты второго типа —от 29 до 38% гидрофобных остатков. [c.219]

Три полипептидные субъединицы, образующие молекулу альдолазы в качестве С-концевой группы, содержат остаток тирозина. Есть данные, что этот остаток имеет большое значение, так как, по-видимому, принимает участие в связывании фосфатной группы. В 1967 г. из альдолазы мышц и печени кролика были выделены и расшифрованы оказавшиеся очень близкими по строению полипептиды, включающие- [c.176]

Мы располагаем весьма ограниченными данными о пространственной организации минимального фермента, и самое большее, что мы можем сделать,-это построить схематическую диаграмму участков, определяющих различные ферментативные функции (как это показано на рис. 10.3). Ни один из этих участков пока еще не локализован ни на одной из полипептидных субъединиц. Однако некоторая общая информация о роли отдельных субъединиц уже имеется. [c.137]

Для проявления биологической активности некоторые белки должны сначала образовать макрокомплекс, состоящий из нескольких третичных структур белковых субъединиц, которые связаны вторичными валентными силами (ионное притяжение, водородные связи). Подобные способы пространственной организации нескольких полипептидных субъединиц - это четвертичная структура белка, которая определяет степень ассоциации третичных структур в биологически активном материале. Например, белком с четвертичной структурой является гемоглобин, который состоит из четырех субъединиц (клубков) миогло-бина - дэух молекул а-гемоглобина, каждая из которых содержит гем. [c.272]

Для проявления биологической активности некоторые белки должны сначала образовать макрокомплекс, состоящий из нескольких третичных структур белковых субъединиц, которые связаны валентными силами (ионное притяжение, водородные связи). Подобные способы пространственной организации нескольких полипептидных субъединиц [c.274]

В таблице 2.1 представлено электрофоретическое изображение гомомерных и гетеродимерных структур, где один аллель детерминирует полипептидную субъединицу А, а другой аллель— полипептидную субъединицу В, причем А и В различаются их суммарным зарядом. Поскольку мономеры как составные элементы части полимера различны, теоретическое число изоферментов, которое можно получить случайным сочетанием этих субъединиц, определяется по формуле [c.45]

Исследование структурных и конформационных свойств индивидуальной полипептидной субъединицы обычно ведется по трем аспектам рассматриваются первичная, вторичная и третичная структуры, как это было предложено Линдерстрем-Лангом [И]. Организмы используют для синтеза белков основной набор из 20 аминокислот (см. гл. 23.2). Необычные аминокислоты, которые эпизодически встречаются в белковых структурах, часто являются результатом химической модификации простетической группы гема (остатки 70—80) они остались неизменными в процессе эволюции, тогда как другие части молекулы играют, по-видимому, меньшую роль для спецификаций, особенно остатки, не участвующие в агре- [c.222]

Ферменты, входящие в состав целлюлазного комплекса, могут вьщеляться в окружающую среду или оставаться связанными с клеточной поверхностью. В первом случае целлюлоза с помощью экзогенных глюканаз может расщепляться до целлобиозы. Во втором случае никаких внеклеточных целлюлаз и промежуточных продуктов расщепления целлюлозы в окружающей среде не обнаруживается. На поверхности бактериальной клетки найдены сферические частицы — центры целлюлолитической активности, получивщие название целлюлосом, состоящие из полипептидных субъединиц (комплекс целлюлазных ферментов) и углеводных фибрилл. [c.404]

Как только первая гемсодержащая полипептидная субъединица свяжет молекулу кислорода, она передает информацию об этом остальным субъединицам, у которых сразу же резко повьппается сродство к кислороду. Такой обмен информацией между четырьмя гемсодержа-щими полйпептидньши суб 1 гемоглобина обусловлен кооперативным взаимодействием между субъединицами. Поскольку связывание первой молекулы кислорода одной из субъединиц гемоглобина увеличивает вероятность связывания следующих молекул кислорода остальными субъединицами, мы говорим, что гемоглобин имеет положительную кооперативность. Для положительной кооперативности характерны сиг-мощны кривые связывания, подобные кривой насьыцения гемоглобина кислородом. При связывании кислорода миоглобином, содержащим одну гемогруппу, молекула белка может присоединить только одну молекулу кислорода в этом случае кооперативного связывания не наблюдается и кривая насыщения имеет вид простой гиперболы. Теперь мы понимаем, почему миоглобин и гемоглобин столь сильно различаются между собой по кислород-связывающей способности. [c.207]

АТР + D-глюкоза ADP + D-глюкозо-б-фосфат, состоит из двух полипептидных субъединиц, как показано на масштабном изображении пространственной модели ее молекулы (рис. 12). Рядом с пустой молекулой гексокиназы изображена также свободная молекула D-глюкозы (темно-красный цвет). Когда молекула D-глюкозы связывается с активным центром фермента в отсутствие второго субстрата, т.е. АТР, обе субъединицы гексокиназы сближаются, так что молекула глюкозы оказывается в кармане активного центра (рис. 13). При этом в четвертичной структуре фермента происходят довольно существенные изменения, так как при образовании комплекса гексокиназа-глюкоза в отсутствие АТР гексокиназа подвергается вьшужденной подгонке к молекуле субстрата. Этот комплекс достаточно стабилен, и его удалось получить в кри-, сталлическом виде. Рентгеноструктурный анализ этого комплекса был проведен Томасом А. Стейцем из Йельского университета. Если одновременно присутствуют и АТР и глюкоза, они связываются со [c.254]

НОМ. Во-первых, молекулы аллостерических ферментов, как и молекула гемоглобина, состоят обычно из нескольких полипептидных субъединиц некоторые аллостерическне ферменты содержат по шесть, восемь или даже по двенадцать и более субъединиц. Во-вторых, у алло- [c.262]

ДНК-зависимая РНК-полимераза, которая способна синтезировать не только мРНК, но также тРНК и рРНК. Она представляет собой большой (мол. масса 500 ООО) и сложный фермент, состоящий из пяти полипептидных субъединиц двух а-цепей, одной Р-, одной р - и одной ст-це- [c.912]

Большая часть гемоглобйнов, каталаз и пероксидаз представляет собой сравнительно простые и хорошо охарактеризованные белки. Они содержат один железопротопорфирин IX (рис. 29) на каждую полипептидную цепь, а каждая молекула белка состоит из одной или из четырех полипептидных цепей. Структуры нескольких гемоглобинов и миоглобинов установлены методом рентгеноструктурного анализа. Другие металлопротеины могут содержать несколько полипептидных субъединиц (свыше ста в случае некоторых гемоцианинов, разд. 7.1), а каждая полипептидная цепь может содержать большое число ионов металла (например, 40 ионов железа и 2 иона молибдена в некоторых нитрогеназах, разд. 9.2). Кроме того, ферменты (или ферментные системы) могут содержать только один белок (как в случае пероксидазы, разд. 8.1), два белка (нитрогеназа, разд. 9.2) или набор белков (цитохромная цепь переноса электронов). Мы пока не знаем, какова природа лигандов в ферментах, содержащих медь или молибден. Отсюда видно, насколько непроста ситуация в этой области исследований и насколько ограничены наши знания. Ясно, что любые заключения общего характера, которые можно будет сделать в этом обзоре, будут в лучшем случае лишь частично отражать истинное положение вещей. [c.137]

Естественно, что больше всего внимания уделялось исследованию гемоглобйнов и миоглобинов позвоночных, особенно млекопитающих. Миоглобины образованы одной полипептидной цепью, а все гемоглобины млекопитающих содержат четыре полипептидных субъединицы — по две субъединицы одного из двух типов. [c.147]

При работе с гемоглобином лошади и различными гемоглобинами человека было показано, что в почти нейтральных растворах эти белки могут образовывать две различные четвертичные формы. Форму Т ( плотная или дезоксигенированная форма) образует только дезокси-НЬ или Ре(П)-комплекс нормального гемоглобина, тогда как форму К ( релаксированная , окси - или литандирован-ная форма) принимают все остальные гемоглобины [33]. Формы Т и К отличаются друг от друга способом упаковки полипептидных субъединиц в тетрамер. Кристаллический НЬРе Ог лошади претерпевает резкий структурный переход при pH 5,9, а дальнейшее понижение pH ниже 5,4 приводит к образованию двух дополнительных четвертичных форм [169]. [c.150]

Как мы уже видели (разд. 7.2), четыре полипептидные субъединицы гемоглобйнов лошади и человека могут образовывать две слегка различные четвертичные структуры, так называемые К-или Т-структуры ( окси - и дезокси -структуры). Основное различие между этими двумя формами белка, по-видимому, состоит в том, что в Т-форме имеются восемь солевых мостиков (образующихся за счет электростатических взаимодействий) в местах контакта 0102 и Р1Р2 Т-формы. Исследование различных природных и модифицированных гемоглобйнов показало, что гомотропное взаимодействие наблюдается при координации кислорода Ре(П) только в том случае, когда в процессе оксигенации происходит изменение четвертичной структуры [173]. Переход от Т- к 1 -форме происходит в НЬ А1 человека примерно при 50%-ной оксигенации, однако в других случаях он может наблюдаться при существенно более высокой степени оксигенации или очень малой оксигенации, а иногда и вовсе не наблюдается, т. е. белок может остаться замороженным в исходной К- или Т-форме [94, 204]. Изменение четвертичной структуры сопровождают и другие процессы, в которых имеет место гомотропное взаимодействие [33]. Исследование различий в спектрах (см. выше) и в величинах Р1/2 (разд. 7.5) между гемоглобином и изолированными а- и 3-цепями показало, что гемоглобин ведет себя нормально при высокой насыщенности кислородом и что 8-образная форма кривой определяется аномалиями при низкой оксигенации, т. е. когда белок находится в Т-форме. В настоящее время известны константы равновесия координации кислорода К- и Т-формами гемоглобина человека при pH 7 и гемоглобина при pH 9. Константа равновесия для Т-формы в 250 раз меньше, чем для Н-формы [204]. Скорость взаимного превращения Я- и Т-форм может быть установлена в отсутствие всяких изменений, связанных с реакциями железа, поскольку фотолиз гемоглобина, содержащего только Ре СО (и потому находящийся в К-форме), дает Ре с сохранением в первый момент после фотолиза К-формы, которая затем быстро переходит в Т-форму с временем полупревращения около 2 мс при 3°С [8, 88]. Возникает вопрос каким образом изменение состояния железа приводит к изменению четвертичной структуры [c.175]

Как показали тщательные исследования Холмса и его сотрудников, перечисленным выше событиям предшествует активация синтеза РНК в солевой железе. Полученные данные дают основание думать, что увеличение размеров железы и специфической активпостп транспортной системы обусловлено образованием de novo соответствующих компонентов и, следовательно, зависит от предшествующего синтеза определенных информационных РНК. Насколько можно судить по имеющимся данным, никаких новых компонентов не образуется — возрастает лишь количество тех, которые уже были в железе. По-видимому, особенно активно идет транскрипция той части генома, которая кодирует структуру существенных полипептидных субъединиц Na+K -АТФазного комплекса, и это ведет сначала к увеличению количества соответствующей информационной РНК, а затем и концентрации самого фермента. Одновременно возрастает количество гликолипида, необходимого для Na+K -АТФазы. [c.160]

Большинство гемоглобинов позвоночных, так же как и регуляторные ферменты, обладает четвертичной структурой (рис. 113). Подобно тому как регуляторные ферменты часто состоят из разнородных (регуляторных и каталитических) полипептидных субъединиц, гемоглобины в большинстве случаев тоже построены из субъединиц двух различных типов. Наиболее обычный гемоглобин взрослого позвоночного представляет собой тетрамер, состоящий из двух а- и двух р-цепей, к каждой из которых присоединен гем (рис. 113). По-видимому, наличие в молекуле разнородных субъединиц существенно для кооперативного характера связывания кислорода (см. кривую для НЬ на рис. 112). У гомотетрамеров кривые насыщения кислородом имеют гиперболическую форму, сходную с формой кривой насыщения миоглобина. Благодаря сложности структуры высшего порядка (т. е. гетеротетрамерии) у гемоглобинов и регуляторных ферментов смогла выработаться высокая регуляторная эффективность. В частности, те и другие белки способны резко изменять свою функциональную активность при незначительных изменениях в концентрации субстрата или газа. У гемоглобинов это выражается в том, что они могут высвобождать большие количества связанного кислорода при крутом градиенте концентрации Ог в тканях. Вместе с тем концентрации свободного кислорода в плазме крови поддерживаются на низком уровне. [c.361]

Известно достаточно много ферментов, состоящих из нескольких полипептидных субъединиц [3]. Если белок является агрегатом, состоящим из нескольких субъединиц, то говорят, что такой белок обладает четвертичной структурой. Белки с молекулярным весом больше 60000 дальтон в большинстве случаев обладают четвертичной структурой. Если фермент состоит из нескольких субъединиц, то свою каталитическую активность он проявляет только в агрегатном состоянии, а каждая субъединица в отдельности, как правило, каталитической активностью не обладает [4]. Ниже приводится список большинства из известных в настоящее время ферментов, у которых изучена четвертичная структура [5]. В основном это димеры и тетрамеры, состоящие из идентичных субъединиц. Имеются белки и с более сложной структурой. Это ферменты, состоящие из субъединиц разного типа, ферменты с более высокой степенью мультимерии и полиферментные комплексы, состоящие из нескольких белков с разными каталитическими функциями. [c.94]

Обратимую реакцию взаимопревращения фумаровой и L-яблочной кислот осуществляет фермент L-малат—гидро-лиаза (фумарат-гидрата-за фумараза, 4.2.1.2). Этот фермент с молекулярной массой 2,2 10 состоит из четырех одинаковых полипептидных субъединиц. Реакция стереоспецифична в обоих направлениях присоединение и отщепление воды происходит только в транс-конформации, что было показано в опытах с D2O. [c.401]

Недавно было обнаружено, что молекулы РНК-полимеразы узнают стартовые точки с помощью специального белкового компонента. В течение нескольких лет после открытия РНК-полимеразы не удавалось получить препарата РНК-полимеразы с высокой степенью чистоты. Наконец в 1968 г. удалось получить такие препараты РНК-полимеразы Е. oli, что дало возможность исследовать структуру фермента. Эти исследования показали, что молекула РНК-полимеразы состоит из трех разных типов полипептидных субъединиц а, Р но. Частичный агрегат а-и Р-полипептидов отвечает за рост цепи РНК, тогда как наличие в агрегате ff-полипептида необходимо только для инициации транскрипции на интактных двухспиральных ДНК-матрицах. [c.404]

Три полипептидные субъединицы, образующие молекулу альдолазы (см. выше), в качестве С-концевой группы имеют остаток тирозина. Получены данные [245], что этот остаток имеет большое значение, так как, по-видимому, принимает участие в связывании фосфатной группы. В 1967 г. из альдолазы мышц и печени кролика были выделены и расшифрованы оказавшиеся очень близкими по строению полипептиды, включающие активный центр и содержащие по 28 аминокислотных остатков. Гидрофобный характер этих полипептидов имеет значение для реакции лизина — образования оснований Шиффа. Выясняется значение отдельных аминокислотных остатков вблизи активного центра для механизма реакции [245а]. [c.92]

Все формы ЛДГ независимо от того, какая ткань является ее источником, представляют собой полимеры, состоящие из четырех полипептидных субъединиц. В водном растворе удается диссоциировать очищенный фермент на субъединицы, обрабатывая его мочевиной низкой концентрации или несколько раз замораживая и оттаивая. Субъединицы представлены двумя разными типами — А и В. Обе они имеют одинаковый размер и молекулярный вес около 35 000 дальтон, однако несколько отличаются по составу аминокислот и в электрическом поле мигрируют на разное расстояние. Как видно из рис. 4-14, при проведении электрофореза в крахмале субъединицы А почти не перемещаются, а субъедини- [c.63]

Рассмотрим структурную основу аллосте-рических эффектов. Гемоглобин можно расщепить на составляющие его полипептидные субъединицы. Вьщеленные а-цепи гемоглобина по своим свойствам имеют много общего с миоглобином. Сама по себе а-цепь характеризуется высоким сродством к кислороду, гиперболической кривой диссоциации кислорода и таким связыванием [c.75]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология