Лиганды-эффекторы

Впишите в табл. 6.7 лиганды (эффекторы), взаимодействие с которыми изменяет активность ферментов, участвующих в трансмембранной передаче гормонального сигнала в клетки печени (см. рис. 6.10—6.12). Отметьте характер изменения активности этих ферментов. [c.149]

Однако чаще всего константы скорости образования комплексов субстратов или различных эффекторов с активными центрами ферментов несколько ниже диффузионного предела ( 10 —10 М -с- ) см. гл. VII. Это может быть связано с тем, что лиганд при комплексообразовании с активным центром встречает стерические затруднения со стороны рядом расположенных полипептидных цепей белка. С таким [c.29]

Химическая релаксация при комплексообразовании фермента с лигандом. Рассмотрим принципы релаксационной кинетики на примере простейшей реакции комплексообразования активного центра фермента с каким-либо лигандом А (субстратом, ингибитором, эффектором) [c.206]

В качестве аффинных лигандов для ферментов (а они, пожалуй, представляют наибольший практический интерес) могут выступать субстраты соответствующих ферментативных реакций и их аналоги, продукты этих реакций, ингибиторы и коферменты, аллостерические эффекторы, ионы металлов, а также специфические для каждого из ферментов антитела. [c.361]

Отличительной особенностью ряда аллостерических ферментов является наличие в молекуле олигомерного фермента нескольких активных центров и нескольких аллостерических регуляторных центров, пространственно удаленных друг от друга. В аллостерическом ферменте каждый из двух симметрично построенных протомеров содержит один активный центр, связывающий субстрат 8, и один аллостерический центр, связывающий эффектор М т.е. 2 центра в одной молекуле фермента (рис. 4.4). Получены доказательства, что для субстрата аллостерические ферменты, помимо активного центра, содержат и так называемые эффекторные центры при связывании с эффекторным центром субстрат не подвергается каталитическому превращению, однако он влияет на каталитическую эффективность активного центра. Подобные взаимодействия между центрами, связывающими лиганды одного типа, принято называть гомотропными взаимодействиями, а взаимодействия между центрами, связывающими лиганды разных типов, —гетеротропными взаимодействиями. [c.126]

Присоединение лиганда к аллостерическому центру фермента изменяет скорость реакции, причем если скорость реакции возрастает, то такой эффектор называют положительным, если снижается — отрицательным. [c.81]

Афинная хроматография основана на специфичности биомолекул Принципиально этим методом возможно получение абсолютно чистых веществ В нативном состоянии ферменты за счет своего активного центра и регуляторного участка (одного или более) взаимодействуют с небольшим числом лигандов, которые представляют собой субстраты, либо эффекторы Благодаря высокому сродству активного участка фермента к лиганду, их обратимому связыванию и отсутствию какой-либо другой реакции между лигандом и матрицей возможно эффективное проведение афинной хроматографии [c.51]

Последний из перечисленных методов представляет собой сочетание неспецифической сорбции с последующей избирательной десорбцией специфическими лигандами (субстратами, ингибиторами, эффекторами и т. п.). Предположим, фермент [c.9]

Аффинными лигандами для выделения ферментов могут быть конкурентные ингибиторы, субстраты и их аналоги, продукты, кофакторы и аллостерические эффекторы, а также антитела или соединения, которые содержат ионы металлов или SH-группы, (см. табл. 11.1). [c.108]

Область контакта между субъединицами в димере фосфорилазы занимает не более 10% всей поверхности глобулы, что облегчает ее внутримолекулярную подвижность. Места связывания эффекторов и каталитический центр находятся далеко друг от друга. Так, фосфат-серин и участок связывания АМФ разделены на расстояние 15 А, а расстояние от них до ближайшего каталического центра превышает 30 А. Между каталитическими центрами на субъединицах расстояние составляет не менее 60 А. Тем не менее, присоединение лиганда к любому из этих мест влияет на состояние всех остальных. [c.260]

В такой работе используется главным образом чисто эмпирический подход. Однако график, построенный на основании небольших контрольных опытов, демонстрирующих поведение нужного вещества и примесей, служит хорошим подспорьем при разработке общей методики. Обычно повышение ионной силы и изменение pH в сторону изоэлектрической точки белка приводят к усилению элюирующей способности элюента. Кроме того, субстраты, эффекторы и другие лиганды, связывающие ферменты и другие белки, часто действуют как специфические элюирующие агенты. [c.205]

Циклический АМР используется в метаболизме бактерий для многих целей, в частности для регуляции транскрипции. У высших эукариот, в том числе у человека, он имеет еще одну важную функцию служит эффектором, опосредующим действие гормонов. Большинство гормонов высших организмов не способно проникать внутрь клетки. Эти гормоны взаимодействуют с соответствующими рецепторами на поверхности клетки, и в результате контакта лиганда и рецептора в клеточной мембране происходят изменения, влияющие на синтез и катаболизм сАМР, который, в свою очередь регулирует транскрипцию. [c.130]

В более общем случае лигандами служат ингибиторы, а также эффекторы, не затрагивающие при связывании активный центр фермента. Весьма специфическим ингибитором иногда может служить иммобилизованный субстрат. Выбор того или иного ингибитора полностью зависит от соотношения скоростей его ассоциации и диссоциации с ферментом, что определяет условия проведения адсорбции и десорбции. [c.189]

Характерной особенностью третичной структуры ферментов. является то, что их активный центр и регуляторный участок (один или несколько) взаимодействуют лишь с небольшим числом соединений (лигандов), которые являются либо субстратами, либо эффекторами обратимого или необратимого типа. Очистка ферментов с помощью аффинной хроматографии основана на специфическом узнавании этих участков и возможна лишь в том случае, если активный участок обладает высоким сродством к лиганду, если связывание лиганда с участком- обратимо и если в данных условиях после сшивания лиганда с матрицей никакой другой реакции не происходит. [c.101]

Белки, осуществляющие негативную регуляиию, называются репрессорами.. Места их связывания на ДНК называются операторами. Способность многих репрессоров связываться со своими операторами зависит от низкомолекуляриых лигандов — эффекторов. Эффекторы, снижающие сродство репрессора к оператору, называются индукторами. В отсутствие индуктора репрессор связывается с оператором и мешает РНК-полимеразе начинать синтез РНК с промотора (промотор репрессирован). В комплексе с индуктором репрессор теряет способность связываться с оператором, в результате чего промотор активируется (индуцируется). Другие реп-рессоры, наоборот, могут связываться с оператором только в комплексе с эффектором (который в этом случае называется корепрес-сором). В присутствии корепрессора промотор неактивен (репрессирован), в отсутствие корепрессора активируется (дерепресси-руется). [c.142]

Промотор гена глутаминсинтетазы замечателен не только те.м, что он регулируется с участием минорной сигма-субъединицы и нуклеотидных последовательностей, удаленных на большие расстояния от старта транскрипции, но и тем, что действие регуляторного белка. модулируется не путе.м связывания лигандов-эффекторов, которыми могли бы быть глута.мин или глутаминовая кислота, а путем хи.мической модификации — фосфорилирования и дефосфо-рилирования NR,,— осуществляемой несколькими ферментами, реагирующими на обеспеченность клетки источниками азота. [c.153]

Гуаниловые нуклеотиды и фторид также изменяют состояние Л -белка. Показано, что после освобождения от ГДФ и связывания ГТФ у фракции Л -белка из эритроцитов голубя, почти полностью свободной от каталитического белка, коэффициент седиментации уменьшался от 5,5 до 3,4 5 [28]. В лаборатории Джилмана наблюдали уменьшение массы Л -белка, солюбилизированного из мембран клеток 549, от 130 000 до 90000 дальтон при активации ГТФ Y 5 или фторидом и восстановление прежней массы после удаления эффекторов [17]. Этот феномен был показан и при измерении гидродинамических характеристик высокогомогенного Л -белка. После активации эффекторами молекулярная масса Л -белка из печени кролика уменьшалась от 70 000 до 50 ООО дальтон [14], а Л -белка из эритроцитов индюка — от 81000 до 50 000 дальтон [15]. Эти факты могут указывать либо на диссоциацию Л -белка на субъединицы в результате действия лигандов-эффекторов, либо на конформационный переход с аномальным изменением в результате этого кажущейся молекулярной массы. Предварительные данные об ингибирующей функции, выполняемой в Л -белке полипептидом с массой 35000 дальтон [33], могут свидетельствовать в пользу первого предположения они дали исследователям возможность сделать вывод о том, что активация полипептида с массой 45 000 дальтон происходит после отделения от нее ингибирующего полипептида с массой 35 ООО дальтон. [c.106]

Белки-рецепторы могут служить лигандами для связывания гормонов п других низкомолекулярных эффекторов, транспортные белкп плазмы и белки-переносчики клеточных мембран — для связывания и очистки своих низкомолекулярных партнеров. Белки-регуляторы и участники процессов матричного синтеза, используемые в качестве лигандов, позволяют решать задачи по вычленению регуляторных участков нуклеиновых матриц и выявлению других компонентов синтезирующих систем. То же самое относится к системам выработки и транспорта энергии. [c.362]

В настоящее время термин рецептор применяется в двух различных значениях. Во-первых, этим термином обозначают первичные приемники сенсорных стимулов — света, осязания, температуры и боли. В этом смысле рецептор представляет собой орган, состоящий из одной или более клеток палочки и колбочки ретины (сетчатки) являются, например, фоторецепторами. Во-вторых, термин рецептор описывает на молекулярном уровне связывающий центр для низкомолекулярного активного соединения. Такое определение опять-таки не вполне точно многие исследователи считают рецептором любой центр, который специфично связывает лиганд независимо от их эндогенного или экзогенного происхождения. Нейрохимики же имеют в виду исключительно центры — мишени эндогенных эффекторов типа гормонов, простагландинов и нейромедиаторов. Согласно такому толкованию, термин рецептор не охватывает участки связывания нейротоксинов в аксональных ионных каналах или на ганглиозидах нервной мембраны он относится в основном к пре- и постсинаптическим рецепторам, которые всегда являются белками, связывающими пресинаптически высвобождающийся медиатор и тем самым обеспечивающими первую стадию химического возбуждения мембраны. Данное определение не исключает того факта, что такие рецепторы, как опиатный, обнаружены и охарактеризованы с помощью экзогенных лекарственных препаратов, и это особенно справедливо в тех случаях когда эндогенный медиатор еще неизвестен. [c.241]

Рецепторы являются белками, которые, будучи центрами связывания и действия физиологических эффекторов (гормонов, нейромедиаторов), передают внеклеточные сигналы внутрь клетки. Они состоят из узнающих и связывающих белков, принимающих сигнал, и из эффектора, трансформирующего этот сигнал в определенный эффект. Эффектор может быть ионным каналом, транспортной системой или ферментом. Мы обсуждали различные модели механизма сопряжения связывания лиганда (гормона, медиатора) и его действия самая вероятная из них основана на аллостерической модификации рецепторного белка. Функции связывания и осуществление эффекта относятся, возможно, к различным субъединицам рецепторного комплекса. В качестве примера можно привести гормончувствительную аденилатциклазу, которая в качестве эффектора может быть отделена от связывающего участка и биохимически очищена. Согласно гипотезе плавающего рецептора, этот фермент латерально диффундирует в клеточной мембране и регулируется разнообразными рецепторами. Внеклеточный сигнал переносится к этому ферменту через третий компонент — группу сопрягающих белков, называемых N-белками. Они могут обладать стимулирующим (Ns) или ингибирующим (N ) действием. В свою очередь N-белки активируются GTP, а функция рецеп- [c.299]

В случае белков не существует разработанных общих принципов конструирования лигандов, специфичных к определенным областям белка. Поэтому конструирование реагентов для аффинной модификации белков чаще всего основывается на знании их специфических лигандов. Таким образом получают производные или аналоги соответствующих субстратов для аффинной модификации каталитических центров ферментов. Также используют аналоги эффекторов для модификации регуляторных центров ферментов. Аналогии прозводные гормонов и нейромедиторов, снабженные реакционноспособными группами, применяют для аффинного мечения соответствующих рецепторов, как, например, реакционноспособные производные и аналоги АТФ, представленные ниже, которые были использованы для аффинной модификации АТФ сиЕ1тазы (см. 8.5) [c.329]

В качестве аффинных лигандов можно использовать любые соединения, прочно, специфично и обратимо связывающиеся с выделяемым веществом. Химическое строение аффинных лигандов может быть самым различным. Поскольку в настоящее время метод аффинной хроматографии применяется главным образом для выделения ферментов и их ингибиторов [89J, мы рассмотрим примеры, взятые из этой области. Как уже упоминалось, при выделении фермента аффинными лигандам1И могут служить его ингибитор, аналогичный субстрату, а также эффектор, кофактор и в отдельных случаях даже субстрат. Это справедливо и для фермента, требующего длл реакции два субстрата, но способного достаточно сильно связываться только с одним из них. Субстрат также можно использовать для адсорбции фермента в таких условиях, когда фермент связывается, но сам не способен катализировать реакцию (например, в отсутствие ионов металлов, необходимых для реакции), а также когда константа Михаэлиса зависит от pH или температуры. Аффинный адсорбент для выделения белков обычно трудно получить из аффинного лиганда, если константа диссоциации его комплекса с белком превышает (0,5—1,0)-Ю [16]. Однако Стире и сотр. [84] показали, что очень эффективный адсорбент для р-галактозидазы можно получить даже из такого относительно слабого ингибитора, как н-аминофенил-р-о-тиогалактопирано-зид (/i , 5-10 ). Этого удается достигнуть, повышая концентрацию нерастворимого аффинного лиганда и увеличивая расстояние между аффинным лигандом и матрицей носителя, что приводит к максимальной доступности аффинного лиганда, для белка в растворе. [c.9]

В связи с тем, что кинетический эффект высаливания в реакции деацилирования аиилхимотрипсинов зависит от наличия взаимодействия между гидрофобной полостью фермента и ацильны 1 лигандом, представляет интерес выяснить, как отражается в кинетическом эффекте высаливания взаимодействие гидрофобной полости с молекулой индивидуального вещества - эффектора. [c.58]

В итоге можно сделать вывод, что тип зависимости константы скорости деацилирования ацилхимотрипсинов от концентрации соли определяется тем, находится ли в гидрофобной щели лиганд - или ацильная группа, или молекула эффектора. Если ацильная группа ацилфермента оставляет гидрофобную щель свободной, то изменение типа солевой зависимости деацилирования при введении в гидрофобную щель молекулы эффектора проявляется в виде солезависимого промотирования реакции. [c.62]

Вторые посредники не только позволяют рецепторам клеточной поверхности переводить внеклеточные сигналы во внутриклеточные, но и обеспечивают значительное усиление первоначального сигнала. Мы уже видели, что в случае активации аденилатциклазы каждая молекула рецептора, присоединившая лиганд, активирует много молекул ОТР-связывающего белка, а значит, и много молекул аденилатциклазы. В свою очередь каждая молекула аденилатциклазы катализирует превращение множества молекул АТР в сАМР. Аналогичным образом, если присоединение лиганда к рецептору ведет к открытию кальциевых каналов, в цитозоль проникает сразу много ионов кальция. Эти вторые посредники служат аллостерическими эффекторами, активирующими определенные белки, например протеинкиназы, которые в свою очередь превращают (в случае киназ-путем фосфорилирования) очень большое число молекул-субстратов в третьи посредники и т. д. Благодаря таким каскадам одна внеклеточная сигнальная молекула способна вызвать образование в клетке-мишени многих тысяч молекул-эффекторов (рис. 13-35). [c.277]

Способность липидных и белковых компонентов мембран к обратимым переходам (в плоскости мембраны) из неупорядоченного состояния в гетерогенное, формированию и исчезновению кластеров имеет прямое отношение к передаче информации через мембрану. Согласно одной из гипотез (У. 5сЫ Гтап, 1982) мембрана, будучи в активном состоянии и в состоянии покоя, различается структурно. Гомогенное, или случайное, распределение мембранных компонентов соответствует так называемому базальному состоянию мембраны. Под действием лигандов, вызывающих латеральные перемещения (т. е. в плоскости мембраны), происходит кластеризация молекул. Это соответствует созданию упорядоченной мембранной структуры — организации по типу решетки . Предполагают, что формирование кластеров или короткоживущих микродоменов в мембране может обеспечивать быстрые функциональные ответы мембранных рецепторов. Описываемая модель удовлетворительно объясняет сложные ответы клетки на внешний сигнал, предполагающие кооперативные взаимодействия, например сигмоидальные и гиперболические зависимости ответа клетки от концентрации эффекторов. [c.17]

С аффинной хроматографией во многом сходна хроматография, при которой в качестве лигандов используются красители (голубая, зеленая или красная сефароза), а также хроматография на гидрофобных лигандах, где носителем является октил- или фе-нилсефароза. В первом случае в качестве иммобилизованного лиганда используют органический краситель, являющийся аналогом субстрата, кофермента или аллостерического эффектора. Элюирование обычно осуществляют солевым раствором увеличивающейся концентрации. [c.70]

ЛИТЬ по образованию продуктов катализируемой им реакции. Большинство используемых ферментных меток способно за 1 мин при обычных температуре и давлении превращать в продукты 10 молекул субстрата в расчете на одну молекулу фермента. Каталитическая эффективность фермента сильно зависит от его трехмерной структуры (конформации), Пространственная структура фермента, как и любого белка, поддерживается многочисленными нековалентными взаимодействиями, такими, как гидрофобные и водородные связи, ионные контакты, а также ковалентными дисульфидными связями. Трехмерная структура фермента обеспечивает близкое соседство определенных аминокислотных остатков в положениях, наиболее выгодных для осуществления катализа. Нековалентные химические связи непрочны и легко разрушаются или ослабляются под влиянием тепловой энергии или дополнительных нековалентных взаимодействий, возникающих, например, при связывании ионов, хао-тропных агентов, детергентов, липидов и т. д. Известно, что присоединение к ферменту другой молекулы (скажем, аллосте-рического эффектора) в области, удаленной от активного центра (т. е. каталитического центра), может вызвать конформацион-ную перестройку, изменяющую пространственное расположение аминокислотных остатков в этом центре. Изменения в некова- лентных взаимодействиях, приводящие к новой, необычной конформации фермента, способны существенно повлиять на каталитическую активность. Подобная конформационная гибкость становится одной из помех при использовании фермента в качестве метки. Однако эта же гибкость полезна для разработки иммуноферментного анализа без разделения компонентов, основанного на вызываемых антителами изменениях в конформации конъюгата [лиганд — фермент]. Другое преимущество применения ферментов в качестве меток обусловлено наличием в их молекулах многочисленных функциональных групп (аминогрупп, сульфгидрильных, карбоксильных, карбамоильных, остатков тирозина), через которые можно ковалентно присоединять молекулы лигандов. [c.12]

Рассмотрим принципы релаксационной кинетики на примере простейшей реакции комплесообразования активного центра фермента с каким-либо лигандом А (субстратом, ингибитором, эффектором) [c.172]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология