Группы комплементарные

В самом широком смысле фермент — это белок, обладающий каталитической активностью. Более точно его можно определить как полипептидную цепь или совокупность полипептидных цепей, обладающих в нативной форме каталитической активностью. Это сложный сополимер, состоящий из мономеров — аминокислот, находящихся в одинаковой конфигурации. Катализ происходит в специфической области фермента, которую называют каталитическим центром или каталитической щелью. Активный центр состоит из остатков аминокислот, которые участвуют в узнавании и связывании субстрата, а в каталитический центр входят только остатки аминокислот, прямо участвующих в процессе катализа. Согласно существующему представлению об активном центре, лишь некоторые группы в составе ферментов вызывают его высокую каталитическую активность, очень часто комплементарным [c.201]

Структурные и термодинамические предпосылки механизма сближения и ориентации в ферментативном катализе. Итак, для эффективности катализа важно, чтобы замораживание реагирующих центров X и Y, которое происходит в комплексе XE-RY (и сопровождает образование связи E-R), как можно больше приблизило реакцию к переходному состоянию X...Y. Для этого необходимо, чтобы строение активного центра в высшей мере было комплементарным по отношению к той структуре молекулы субстрата, которую она должна принять в переходном состоянии реакции. Именно поэтому активный центр ферментов расположен обычно в складках полипептидных цепей, образующих как бы щель . Где-то в глубинных участках этой щели расположены аминокислотные остатки, взаимодействующие с субстратом. Благодаря такой структуре активного центра при переходе молекулы субстрата из свободнодвижущегося состояния (из раствора) в сорбированное состояние (когда она, образно говоря, втискивается в активный центр) происходит необходимое для реакции замораживание вращательных степеней свободы и сближение ее с каталитически активными группами белка. [c.56]

Явление экранирования сильно влияет на свойства биополимеров. Так, стабилизацию вторичной структуры ДНК с ростом ионной силы можно объяснить увеличением степени экранирования заряженных фосфатных групп ее комплементарных цепей ионными атмосферами. [c.206]

Специфичность ферментов связана с комплементарностью структуры и их активного центра со структурой субстратов. Активный центр, как правило, располагается в полости макромолекулы фермента. Согласно теории Кошланда эта комплементарность является индуцированной субстрат в момент взаимодействия с активным центром вызывает такое изменение геометрии фермента, которое соответствует оптимальной для данной реакции ориентации каталитических групп. [c.241]

Репликация и синтез на матрицах представляют собой, в известной мере, также иллюстрацию функций контролирующего аппарата. Репликация означает воспроизводство данной молекулы из ее фрагментов, вызванное самой этой молекулой. Схема репликации заключается в присоединении к атомам или группам атомов, связанных в макромолекулу, таких же частиц с последующим объединением их в макромолекулу, копирующую исходную или являющуюся по отношению к ней комплементарной. Репликация и матричный синтез представляют собой основу механизма создания белковых молекул со специфическим чередованием аминокислотных остатков. [c.381]

Количественными исследованиями по связыванию сотен гаптеновых групп известного строения с антителами убедительно доказано,, что поразительная специфичность антител обусловлена наличием у каждого антитела участка, структура которого строго комплементарна соответствующей структуре антигена, вызвавшего образование данного [c.450]

Сейчас этот процесс представляется иначе. Как было установлено, концы четырех полипептидных цепей (рис. 15.18) имеют различные аминокислотные последовательности у антител, гомологичных разным антигенам. Эти последовательности, вероятно, таковы, что заставляют антитело принимать конформацию, обеспечивающую комплементарность его гаптеновой группе. Под действием антигена формируется клон клеток, причем каждая клетка вырабатывает антитела, комплементарные только стимулирующему антигену. [c.452]

Поскольку межмолекулярные взаимодействия слабы, молекулы способны достаточно прочно связываться друг с другом, только если есть соответствие между их поверхностями, а во взаимодействии участвует большое число атомов. Для образования прочного комплекса соответствие должно быть достаточно точным, т. е. поверхности молекул должны быть комплементарными. Так, если на поверхности одной молекулы имеется выступ (например, группа —СНз), то на комплементарной ей поверхности другой молекулы должно быть углубление напротив положительного заряда должен быть расположен отрицательный. Группа, способная отдавать протон, может образовать водородную связь только в том случае, если есть комплементарная группа, содержащая неподеленные электроны. Для образования гидрофобных связей неполярные (гидрофобные) группы должны располагаться одна против другой. Один из наиболее важных принципов биохимии гласит две молекулы, поверхности которых комплементарны, стремятся взаимодействовать и соединяться друг с другом, тогда как молекулы, не содержащие комплементарных поверхностей, не взаимодействуют. Уотсон назвал это принципом избирательной слипаемости молекул [1]. Он лежит в основе самосборки нитей, трубочек, мембран и полиэдрических структур из взаимно комплементарных биологических макромолекул. Принцип комплементарности ответствен также за специфическое спаривание оснований в процессе репликации ДНК. [c.242]

Ярко выраженная гидрофильность молекул углеводов определяется наличием значительного числа ОН-групп, обладающих способностью к образованию водородных связей с молекулами растворителя. Однако расположение ОН-групп характеризуется четко выраженной направленностью. При одном и том же элементном составе молекула каждого моно- или дисахарида, каждого их диастереоизомера образует единственную, только ей присущую пространственную систему активных центров. Вода, как известно, также обладает ярко выраженной структурой. Совершенно очевидно, что, рассматривая взаимодействие молекул углеводов с водой, необходимо учитывать комплементарность геометрии расположения углеводных ОН-групп и структурной матрицы растворителя. В этой связи при рассмотрении гидратации сахаров на первом плане неизменно находятся стереохимические аспекты данной проблемы. [c.78]

Эта ЬифосфонуилвозиЬна т группа комплементарна активному центру фермента [c.162]

После того как у кукурузы была найдена группа комплементарных генов, управляющих синтезом антоциана, встал вопрос о возможности создания модели последовательности генов, основанной на генетических и биохимических данных. Такую последовательность генов можно было бы использовать в качестве модели для ступенчатого синтеза антоцианового пигмента. Такой подход впервые был предложен Лафнаном [9] и развит Ко [10, 62, 76]. Наиболее важным достижением этих исследований за последнее время явилось упорядочение большинства участвующих в синтезе генов в один генетический ряд действия. Редди и Ко [77] сообщили, что изолированные ткани алейронового слоя из зерен комплементарных генотипов могут окрашиваться при контакте друг с другом. Однако действие является однонаправленным для данной пары одна из тканей (реципиент) проявляет пигмент, в то время как другая (донор) не проявляет. Наиболее простое объяснение эффекта состоит в том, что донор блокируется на стадии синтеза антоциана вне блока, представленного у реципиента, а предшественник донора диффундирует в ткань реципиента и впоследствии превращается в антоциан. [c.161]

Рис. 12. Взаимное расположение функциональных групп комплементарных нуклеотидов в сечении двойной спирали ДНК (А) и комбинация функциональных групп, экспонированных на поверхность вдоль большой канавки двойной спирали последовательности СООтСАТ ( ).

Днем к нам впервые заглянул Брэгг. Последние дни он лежал дома с гриппом и, находясь еще в постели, услышал, что мы с Криком придумали остроумную структуру ДНК, которая может оказаться очень важной для биологии. Вернувшись в лабораторию, он в первую же свободную минуту отправился к нам, чтобы убедиться в этом своими глазами. Он сразу же заметил комплементарность обеих цепей и понял, что соответствие числа пар аденина с тимином и гуанина с цитозином логически вытекает из регулярно повторяющейся формы сахаро-фосфатного остова. Так как он ничего не знал о правилах Чаргаффа, я сообщил ему экспериментальные данные, касающиеся соотношения оснований, и заметил, что на него произвела большое впечатление мысль о возможной их роли в репликации генов. Когда дело дошло до рентгеноструктурных результатов, он понял, почему мы еще не уведомили об открытии группу из Кингз-колледжа. Его, однако, встревожило, что мы до сих пор не спросили мнения Тодда. Хотя мы и сказали, что с органической химией у нас все в порядке, это его не успокоило. Бесспорно, перепутать химические формулы мы вряд ли могли, но Фрэнсис говорил так быстро, что Брэгг сомневался, способен ли он вообще остановиться, чтобы можно было усвоить нужные факты. Поэтому мы обещали пригласить Тодда сразу же, как получим координаты атомов. [c.117]

Группа Летсингера и Клотца разработала недавно метод синтеза иеитидов с использованием матриц этот метод напоминает природный механизм синтеза на рибосомах (рис. 2.1). В методе используются полимерный носитель и полинуклеотидная матрица, но отсутствует необходимость, как и в природных системах, временно защищать аминокислоты для образования правильных связей. Такой подход назван методом комплементарного носителя (рис. 2.5). Растущая полипептидная цепь связана концевой карбоксильной группой с 5 -ОН-группой олигонуклеотида эфирной связью. Новая поступающая аминокислота также присоединена эфирной связью, но с З -ОН-групной второго олигонуклеотида. [c.65]

Донорно-акцепторное взаимодействие подразумевает комплементарную пространственную упорядоченность центров связывания в доноре и акцепторе. Поэтому в любом синтетическом до-норно-акцепторпом комплексе центры связывания (полярные и дипольные) и стерические барьеры должны быть локализованы определенным образом, чтобы структуры обоих компоиентов соответствовали друг другу. Свойства существующих в природе акцепторов, мицелл и циклодекстринов рассмотрены в следующих разделах данной главы. Простетические группы гемоглобина, хлорофилла или витамина В12 также принадлежат к этой категории, поскольку селективно связывают ионы железа, магния и кобальта. [c.267]

Для объяснения этих фактов активный центр химотрипсина представляют обычно (в развитие идей школы Нимэнна [55, 64]) состоящим из участков, комплементарных по отношению к отдельным фрагментам молекулы специфического субстрата [7, 59, 65]. Движущая сила сорбции фрагмента К на ферменте — это гидрофобное взаимодействие. Фактически образование комплекса фермент — субстрат обусловлено тем, что боковая гидрофобная субстратная группа подвергается термодинамически выгодной экстракции из воды в органическую среду белка (см. 4—6 этой главы). Молекулярная модель активного центра была предложена Блоу с сотр. [66] на основании результатов рентгеноструктурного анализа кристаллического химотрипсина (см. рис. 9). Размеры гидрофобной полости в районе активного центра составляют (10—12) х(5,5—6,5)Х(3,5—4) А. Эти размеры достаточны, чтобы вместить боковую цепь триптофана или тирозина, но вместе с тем форма полости делает возможной только лишь одну, строго определенную ориентацию плоскости ароматического кольца. [c.134]

В итоге сорбционных взаимодействий между боковыми химически инертными группами субстрата и комплементарными участками активного центра происходит связывание субстратной молекулы на ферменте в положении, стереоспецифически ориентированном по отношению к нуклеофилу активного центра (как это показано на рис. 33). Силы сорбции стабилизируют тем самым переходное состояние реакции и приводят поэтому к ее ускорению (см. гл. II, схема 2.10). [c.135]

Эти процессы можно классифицировать на две подгруппы 1) реакции, при протекании которых природа и число ближайших к иону частиц, т. е. состав внутренней координационной сферы, не изменяются при образовании переходного состояния стадии переноса электрона (внешнесферные реакции электронного переноса) к таким реакциям относится взаимодействие между ферри- и ферроцианид-анионами, когда группы СЫ остаются расположенными симметрично вокруг Ре + или Ре +, а также реакция между ионами Мп04 и МпОГ 2) реакции, в переходном состоянии которых один или несколько лигандов одновременно входят в состав внутренней координационной сферы окисленной или восстановленной форм (внутрисферные реакции электронного переноса). При комплементарных реакциях электронного переноса окислитель и восстановитель изменяют свои степени окисления на одну и ту же величину. Возможны более сложные процессы типа [c.89]

Известен ряд методов восстановления группы С = 0 альдегидов и кетонов до группы СНа [427]. Два наиболее важных из них — это восстановление по Клемменсену и реакция Киж-нера — Вольфа. Реакция Клемменсена заключается в нагревании альдегида или кетона с амальгамой цинка в водной НС1 [428]. По этой реакции чаще восстанавливают кетоны, чем альдегиды. При восстановлении по Кижнеру — Вольфу [429] альдегид или кетон нагревают с гидразингидратом и основанием (обычно NaOH или КОН). Оригинальная методика практически полностью вытеснена модификацией Хуанг-Минлона [430] реакции Кижнера — Вольфа, согласно которой взаимодействие проводят в кипящем диэтиленгликоле. Реакцию можно вести и в более мягких условиях (при комнатной температуре) в диметилсульфоксиде при использовании в качестве основания грет-бутилата калия [431]. Реакция Кижнера — Вольфа применима также к семикарбазонам альдегидов и кетонов. Восстановление по Клемменсену на практике легче, но оно оказывается непригодным для высокомолекулярных и чувствительных к действию кислот субстратов. В этих случаях весьма полезна методика Кижнера — Вольфа. Для высокомолекулярных субстратов успешно применяется модифицированная методика Клемменсена, в которой используются активированный цинк и газообразный НС1 в таком органическом растворителе, как эфир или уксусный ангидрид [432]. Реакции Клемменсена и Кижнера — Вольфа комплементарны, поскольку в первой используется кислая среда, а во второй — щелочная. [c.313]

Иную природу имеют -иежплоскостные взаимодействия оснований. Гетероциклические основания нуклеиновых кислот достаточно гидрофобны, т. е. в водном растворе им выгоднее расположиться друг над другом и тем самым уменьшить контакт с молекулами воды. При образовании таких стопок во взаимодействие вступают функциональные (С=0 и С—ЫН,) группы одного основания и л-элект-ронные системы соседнего с ним по вертикали основания. Поэтому стэкинг-взаимодействия оснований (в двойной спирали ДНК, например) зависят как от состава комплементарных пар, так и от их последовательности (рис. 13). [c.26]

Действительно, для каждого гетероциклического основания можно подобрать такой химический реагент, который избирательно взаимодействует только с атомами или группами, участвующими в образовании водородных связей при комплементарном спаривании нуклеотидных остатков. Так, например, кетоксаль избирательно взаимодействует с N1 и 2-NHj-rpynnoft гуанина, диметилсульфат (в определенных условиях)—с N1 аденина и N3 цитозина, карбо-диимид — с N3 урацила. Следовательно, если тог или иной.нуклео- [c.38]

Вирусные РНК-геномы удобно разделить на три группы. Во-первых, это однонитевые геномы положительной полярности, т. е. с нуклеотидной последовательностью, соответствующей таковой у мРНК (РНК фага QJ,, вирусов табачной мозаики, полиомиелита и др.). Во-вторых, это однонитевые ( )РИК-геномы-, здесь нуклеотидные последовательности генома и мРНК взаимно комплементарны (например, у вирусов гриппа, бешенства, везикулярного стоматита и др.). Третью группу составляют двухнитевые геномы (реови-русы, вирусы цитоплазматического полиэдроза насекомых и др.). Способы репликации/транскрипции геномов этих трех групп вирусов существенно различны. [c.317]

Д — молекула миозина Б — филамент миозина В —схема передвижения филамент миозина вдоль филамента актина. Передвижение осуществляется благодаря взаимодействию связывающих групп, расположенных в головках миоаина, с комплементарными участками молекул актина. [c.438]

Связь между активными (вариабельными) участками антитела и гаптеном или гаптеновой группой антигена не является ковалентной связью, а представляет собой результат ряда слабых взаимодействий — электронного вандерваальсова взаимодействия, образования водородных связей, притяжения между группами, несущими различный электрический заряд. Эти типы слабых взаимодействий в совокупности обеспечивают достаточно сильное притяжение, способное противостоять разрыву, вызываемому тепловым движением. С увеличением расстояния между взаимодействующими группами силы, обеспечивающие связывание, быстро ослабевают. Поэтому для эффективного взаимодействия связывающий участок антитела должен быть строго комплементарен по форме, размеру и положению соответствующим группам гаптена (на рис. 15.19 показана комплементарность гаптена — иона п-азосук-цинаннлата — и антитела). [c.449]

Специфичность процесса кристаллизации объясняется комплемен-тарностью структур каждой участвующей в построении кристалла молекулы (или иона) и растущими поверхностями. Можно представить себе, что один тартрат-ион удален из кристалла. Образовавшаяся полость будет иметь как раз такие размеры и форму, какие необходимы, чтобы тартрат-ион мог заполнить ее. Кроме того, в кристалле находятся положительно заряженные ионы, расположенные рядом с местами, где локализуются отрицательные заряды тартрат-иона, а также комплементарные группы, образующие водородные связи. [c.451]

Расстояния между атомами кислорода и азота, связанными водородными связями в комплементарных парах оснований ДНК (см. рис. 15.20), равны 280—300 пм. Энергия водородной связи уменьшается в два раза при увеличении расстояния а каждые 20 пм. Насколько вандерваальсов контакт между двумя центральными NH-группами раздвигает основания в нестабильной паре GT (по сравнению с комплементарными парами) Насколько слабее в этом случае будет водородная связь (Ответ примерно на 100 пм.) [c.470]

Как уже упоминалось, ПК в качестве лигандов могут обладать как групповой специфичностью (для белков хроматина, факторов управления трансляцией, нуклеаз и др.), так и индивидуальной (для индивидуальных мРНК, белков-регуляторов транскрипции и др.). Во втором случае на аффинном сорбенте должны быть закреплены вполне определенные участки генома. Это стало возмолшым после создания способов отбора и наработки в достаточных количествах строго идентичных фрагментов ДНК методами генной инженерии. В последнее время возникла еще одна область использования иммобилизованных НК — в качестве праймеров матричного синтеза. Эти приложения предъявляют разные требования к характеру фиксации НК на матрице. В первом случае расположение точек закрепления на молекуле НК может быть произвольным, во втором определенные и достаточно протяженные участки полинуклеотидной цепи должны быть свободны для комплементарного взаимодействия, а в третьем закрепление НК на матрице желательно осуществить лишь по одному определенному концу молекулы. Что же касается возможности реакций с активированными матрицами, то вдоль всей молекулы НК во множестве располагаются химически эквивалентные группы аминогруппы нуклеиновых оснований, гидроксилы сахаров и др. В особом положении находится только концевой остаток фосфорной кислоты или сахара. [c.387]

Для решения различных задач желательно иметь аффинные сорбенты как с денатурпроваиными (однонитевыми) ДНК или РНК, так и с нативными двунитевыми молекулами. Условия их химического взаимодействия с матрицей различны — во втором случае часть аминогрупп оснований участвует в образовании водородных связей между комплементарными нитями. Моично ожидать, что они труднее будут вступать в реакцию с активными группами матрицы, чем свободные аминогруппы однонитевых НК. [c.387]

В случае более коротких нитей НК их после предварительной сорбции дополнительно фиксируют на матрице УФ-облучением. Такая фиксация фактически означает образование ковалентных химических связей в ситуации, когда активация близко расположенных, но химически инертных групп происходит за счет поглощения световой энергии. Существенное отличие от ранее рассмотренных вариантов посадки НК иа химически активированные матрицы состоит в том, что НК облучается не в растворе, а иосле сорбции па целлЮ лозу. Это означает, что пришивание нроисходит в очень немногих точках, где соответствующие друг другу химические группы НК и матрицы во время сорбции случайно оказались достаточно сбли>ь"епы. Фиксированные таким образом молекулы НК значительно более эффективно ыогут обеспечить узнавание и комплементарное взаимо действие с другими молекулами НК или специфическими белками. [c.392]

Пространств, структура ДНК описывается как комплекс двух полинуклеотидных антииараллельных цепей (рис. 1), закрученных относительно общей оси, так что углевод-фосфатные цепи составляют периферию молекулы, а азотсодержащие гетероциклы направлены внутрь (двойная спираль Уотсона-Крика). Антипараллельность полинуклеотидных цепей выражается в том, что на одном и том же конце спирали одна полинуклеотидная цепь содержит (незамещенную или замещенную) группу 5 -ОН, а другая З -ОН. Фундам. св-во двойной спирали ДНК состоит в том, что ее цепи комплементарны друг другу (см. Комплементарность) вследствие того, что напротив А одной цепи всегда находится Т другой цепи, а напротив О всегда находится С. Комплементарное спаривание А с Т и О с С осуществляется посредством водородных связей. Классич. двойная спираль Уотсона-Крика получила назв. В-фор- [c.297]

Комплементарность поверхностей не менее важна и для множесгва химических реакций, протекающих в клетке. Эти реакции катализируются, или направляются , ферментами, содержащими реакционноспособные химические группы, которые расположены в строго определенном месте и ориентированы таким образом, чтобы иметь возможность взаимодействовать с другими молекулами — субстратами и химически модифицировать их. Избирательный катализ — это характерная особенность биологических систем основные усилия биохимиков направлены на изучение именно этого вопроса. Изменения структуры клетки то- [c.242]

Пожалуй, основная причина той огромной роли, которую играют в биохимии водородные связи, состоит в том, что они часто обеспечивают комплементарность поверхностей взаимодействующих молекул Другими словами, места расположения групп, образующих водородные связи, на поверхностях взаимодействуюш,их молекул служат важными ориентирами , обеспечивающими точное совмещение поверхносгей этих молекул. Однако силы, обусловливающие агрегацию многих органических молекул и их связывание друг с другом в водных растворах, не ограничиваются водородными связями. [c.247]

Если угол, образуемый двумя субъединицами при связывании а с /, несколько отличается от угла, соответствующего замкнутому кольцу, то образуется структура типа спирали, изображенная на рис. 4-6, Б. На один виток спирали может приходиться как целое число субъединиц, так и не целое (как в спиральной структуре, показанной на рисунке). Каждая последующая субъединица присоединяется к предыдущей за счет тех же гетерологических контактов типа aj, однако в этом случае могут иметь место и другие взаимодействия. Если поверхности субъединиц комплементарны и их геометрия благоприятствует образованию дополнительных контактов, то группы, расположенные в разных частях молекулы (например, Ь и к), могут соединиться друг с другом, образуя другую гетерологическую связь. Возможно образование и третьей гетерологической связи, с1, между двумя другими участками поверхностей субъединиц. Если контакты aj, bk и l достаточно прочны (т. е. если площади комплементарных поверхностей субъединиц достаточно велики, а сами поверхности высококомплементарны), то могут образовываться чрезвычайно прочные структуры из микротрубочек (например, жгутики у эукариот, рис. 1-5). Когда взаимодействия не столь сильны, то образуются часто обнаруживаемые в клетках лабильные структуры из микротрубочек, которые возникают и вновь распадаются. [c.273]

Пару субъединиц, которые удерживаются вместе за счет контактов типа ау и связаны осью симметрии второго порядка (рис. 4-9, А), мы буде.м называть изологическим димером. Каждая точка одной субъединицы (например, а) может быть совмещена с такой же точкой другой субъединицы при повороте вокруг оси симметрии на 180°. Точки с я с одной субъединицы (см. рис. 4-9, А) расположены точно напротив соответствующих точек другой субъединицы. В центре структуры, изображенной на рпс. 4-9, А, имеется полость, поэтому группы с я с в действительности нг соприкасаются и основной вклад в связывание между субъединицами вносят парные взаимодействия типа a между группами, удаленными от оси симметрии. Однако реальный -белковый димер может и не иметь такой лолости. Пара идентичных связей в изологи-ческом димере называется обычно одиночной изологической связью. Такого рода связь включает парные взаимодействия между комплемен-тарны.ми группами (а/) и образуется за счет наличия пар идентичных групп, расположенных вдоль оси. Изологическое связывание играет исключительно большую роль в олигомерных ферментах, причем высказывалось даже предположение, что оно возникло на самых ранних стадиях эволюции ферментов. Вполне возможно, что сначала практически никакой комплементарности между взаимодействующими субъединицами не существовало и они соединялись за счет неапецифических взаимодействий в результате контактирования двух гидрофобных участков [42], однако в дальнейшем эволюция привела к появлению более специфических парных взаимодействий. [c.279]

Способность фермента распознавать один пз пары атомов водорода, входящих в состав СНг-группы, поначалу очень удивила биохимиков Однако теперь совершенно ясно, что подобная особенность действия ферментов является скорее правилом, чем исключением, и не более удивительна, чем тот факт, что на правую ногу можно надеть только правую туфлю Стереоспецифичность ферментов — это естественное спедствие комплементарности поверхностей фермента и субстрата [c.45]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология