Поли гистидин

Плоские кольцевые системы таких аминокислот, как гистидин, тирозин, фенилаланин и триптофан, в принципе могут совершать вращения в протеине относительно осей С —СР к — с . Однако такие вращения часто затруднены вследствие взаимодействия с другими атомами протеина, так что внутри протеина эти вращения ограничены. Процесс ограничения вращений достаточно хорошо удается наблюдать по спектрам ЯМР Н. Поскольку электронные оболочки атомов соседних кольцевых систем по-разному экранируют внешнее магнитное поле, то эффект экранирования можно наблюдать не только на данном атоме, но и на соседних атомах. Таким образом, эффект экранировки определяется расположением протонов в пространстве по отношению ко всей молекуле. Ароматические кольца таких аминокислот, как тирозин и фенилаланин, симметричны относительно оси второго порядка [c.103]

Вероятно, однако, что в случае комплексов u(II) необходимо рассматривать также два источника структурных искажений. В метмиоглобине кашалота ион 2п(П) специфически связан боковыми цепями аминокислот, направленными в сторону растворителя [66], и находится, вероятно, в тетраэдрической координации. Координируемыми остатками являются лизин-16, аспарагин-116 и атом Ni гистидина-113. Однако ион u(II) связывается на расстоянии 700 пм от Zn(II) при участии тех же остатков лизина и аспарагина (в качестве лигандов) и атома N3 гистидина-12. Особенностями геометрической структуры это различие не объясняется. По-видимому, координация атома N3 гистидина-12 Си(П) (электронная конфигурация d ) может оказаться предпочтительной вследствие более сильного поля лигандов, создаваемого атомом N3, чем атомом Ni [77]. Подобная ситуация может возникнуть в КПА при координации боковых цепей гистидина в области активного центра ионом металла. Фриман [77] указывал также, что при некоторых комбинациях донорных атомов кислорода и азота аминокислот и пептидов ион Си(П) образует квадратно-пирамидальные комплексы. Эти комбинации включают два или три донорных атома азота и два или один атом кислорода. Пятым лигандом в этом случае является молекула воды. Поскольку спектры ЭПР квадратно-пирамидальных комплексов u(II) недостаточно изучены, трудно сказать, совместима ли эта геометрия координации с результатами Брилла и сотр. [223]. [c.88]

Спектр поглощения Ы1(П)-замещенного фермента в видимой области [228] характеризуется низкой интенсивностью полосы поглощения вблизи 600 нм и согласуется с октаэдрической или, вероятно, квадратно-плоскостной координацией. Сравнение со спектрами комплексов [Н1(МНз)б] + [265] и М1-гистидин [266] показывает, что более вероятна октаэдрическая координация. Поскольку квадратно-плоскостная координация Ы1(П) осуществляется в случае лигандов, создающих сильное поле, и наблюдается лишь в N1-пептидных комплексах, в которых М1(П) координирует четыре атома азота [77], вероятно, ион N (0) находится в тетрагонально искаженном тетраэдрическом поле лигандов. Как и в случае иона Си(П), яри этом следует ожидать изменения положения координированной молекулы воды по сравнению с тем, которое она занимает в случае иона и увеличения [c.106]

Результат 154. В поли-Ь-гистидине при увеличении степени протонирования действительно наблюдается непрерывное поглощение [153, 247]. Это было показано при изучении пленок [c.303]

Рис. 136. ИК-спектры пленок поли-Ь-гистидина при разной степени протонирования (%).

Результат 155. Таким образом, в регуляторных механизмах в биологических системах должны играть роль, с одной стороны, специфические водородные связи NH+- -N между остатком гистидина и средой и, с другой стороны, индуцируемый полем перенос протона в водородных связях между кислыми и основ- [c.306]

На рис. 147 показано, как может осуществляться механизм проводимости через имидазольные группы гистидина [310]. При отсутствии избыточного протона водородная связь ЫН имеет несимметричную потенциальную функцию. При добавлении избыточных протонов потенциал становится почти симметричным и имеется два минимума. Переходы протонов в этих связях скоррелированы. Если на эту цепочку наложить электрическое поле, то протоны сместятся в направлении поля вследствие высокой поляризуемости этих водородных связей. Избыточный протон в конце цепи может быть удален. [c.326]

Исследованы также каталитические свойства поли-а-аминокислот, полученных тепловой полимеризацией мономеров [88] . Как правило, реакционная способность боковых групп аминокислотных остатков в этих полимерах (например, имидазольной группы гистидина, участвующей в нукл(1ос[)ильном катализе гидролиза п-нитрофениловых эфиров) не превышает реакционную способность свободных аминокислот. [c.109]

У человека существует, однако, несколько известных мутаций, изменяющих аминокислотную последовательность в а-цепи или в -цепи гемоглобина так, что легкость, с которой окисляется атом железа, возрастает, в результате чего и развивается ферригемоглобинемия. Одна из таких мутаций приводит к замене остатка гистидина в положении 58 а-цепи на остаток тирозина. Боковая цепь тирозина содержит оксибензольное кольцо, которое, обладая свойствами кислоты, не притягивает протона и не приобретает положительного заряда. Электростатическое поле, удерживающее электрон железа, в этом случае не образуется, й железо(И) гем-групп в двух цепях молекулы гемоглобина окисляется до железа(III). Возникающее заболевание называют ферригемоглобинемией по а-цепям. [c.468]

Изложенные выше соображения были подтверждены данными, полученными при изучении другой молекулярной аномалии. Если остаток гистидина в дюложении 58 а-цепи или в положении 63 -цепи замещается остатком аргинина, то развивается другая, менее опасная по своим проявлениям болезнь. Аномалия в этом случае не приводит к ферри-гемоглобинемии — атомы железа остаются двухзарядными. Причина здесь в том, что боковая цепь аргинина содержит гуанидиновую группу, которая при pH 7 захватывает протон и превращается в ион гуани-диния, несущий положительный заряд. Электростатическое поле, создаваемое им, удерживает атом железа в состоянии железа(II). [c.469]

Некоторые из этих боковых цепей содержат основные группы NH в лизине или имидазольное кольцо в гистидине. Некоторые из боковых цепей содержат кислые группы СООН в аспарагиновой или в глутаминовой кислоте. Таким образом, вдоль пептидной цепи расположены положительно и отрицательно заряженные группы. Поведение молекулы белка в электрическом поле [c.1054]

Группировка Ztf, как в (65), была введена Вейгандом с сотр. специально для гистидина [52]. Избирательность ее отщепления связана с бензилоксикарбонильной группировкой (известно также применение для этой цели трет-бутоксикарбонильного производного), в которой в отличие от реакционноспособного ацилимида-зола основность фактически подавлена за счет электроноакцепторной трифторметильной группы. Тем не менее, и в этом случае возникают проблемы. Так, сообщалось о сдвиге группы Ztf в jVa-поло-жение в процессе синтеза. [c.388]

Взаимодействие протеинов можно также исследовать с использованием относительно простых методов, которые позволяют обнаружить это взаимодействие по спектрам ЯМР Н. Примером таких исследований является изучение взаимодействия протеинов в фосфотрансферазной системе. При переносе фосфонатной группы в качестве промежуточного продукта должен образовываться комплекс из НРг и фактор III. Оба протеина независимо от того, находятся ли они в фосфорилированном или в нефосфорилированиом состоянии, в принципе могут взаимодействовать один с другим. Следует ожидать, что протеины могут быть обнаружены в каждой из таких комбинаций, однако взаимодействие будет меньшим, если обе компоненты либо находятся в фосфорилированном состоянии, либо, напротив, в нефосфори-лированном. Если в спектре ЯМР нефосфорилированного фактор III наблюдать за сдвигом резонансной линии гистидина в активном центре в зависимости от концентрации добавляемого нефосфорилированного НРг, то резонансная линия гистидина будет непрерывно смещаться в область сильных полей. Это типичное поведение для случая быстрого обмена между [c.109]

Поляризационные измерения в растворах гистидина показала что электроокисление его на золоте протекает только в кислы растворах и при концентрации гистидина не ниже 10 М/л. В от личие от гистидина, цистеин окисляется при всех изученных значе ниях pH раствора, при этом вид поляризационных кривых, полу ченных в растворах обеих аминокислот, аналогичен кривые име ют два максимума анодного тока, а при потенциалах выше 1,55 Е ток резко падает. Наклоны поляризационных кривых электроокис ления цистеина и гистидина близки к 0,118 В, однако Е, lgt-кpи вая окисления цистеина имеет еще один прямолинейный участо( в узкой области потенциалов начала окисления с наклоном 0,03 В [c.46]

Аскорбиновая кислота Продукты окисления Комплексы N1, Со, Fe с макромолекулярными лигандами поли-Р-кетоэфирного типа. Каталитическая активность комплексов падает в ряду Си > N1 > Со, Fe, Мп [877]° Комплексы гистидина с металлами Со +, Ni +, Zn +, d-+, комплексы метилового эфира гистидина с металлами Со +, Ni +, Zn +, d - 23—40° С [855]° [c.636]

ВгО. Зависимости химических сдвигов протонав гистидина от рВ показаны на рис. 13.5. Наибольшие изменения химического сдвига с увеличением рО наблюдаются для С-2-протона, сигнал которого лежит в самом слабом поле. Соответствующая кривая на рис. 13.5 описывает ионизацию имидазольного цикла и совершенно не зависит от степени ионизации амино- и карбоиоильной Лрупп. Химический сдвиг а-яротона не зависит от ионизации цикла. Все четыре стадии ионизации гистидина, протекающие соглас- [c.263]

Сигналы а- и ip-протонов при этом сдвигаются в слабое поле, в то 1в,ремя как сигналы кольцевых протонов не претерпевают изменений. iB образовании этого комплекса участвует только карбоксильная группа, ионизуюшаяся при тех pH, при которых протекает быстрый обмен лигандов. Дальнейшее повышение pH приводит к уширению сигналов гистидина и сильному их сдвигу в слабое поле. При pH=4,5 сигнал а-протонов комплекса II находится в области 12000 Гц в слабом поле (на частоте 60 МГц), а сигналы р- и -2-протонов (см. табл. 13.1) — около 4000 Гц в слабом поле от сигнала тетраметиламмониевого иона. При pH = 5 спектр в целом также характеризуется большими сдвигами (В слабое поле, хотя в нем и происходят некоторые изме,нения, которые приписывают образованию комплекса III. В этом комплексе вода полностью вытеснена из координационной сферы иона кобальта. Наконец, при очень высоких pH (>11,5) начинается диссоциация имидазола, сигнал а-протонов смещается в сильное поле, раствор приобретает голубую окраску, а статическая магнитная восприимчивость уменьшается до величины, характерной для тетраэдрической координации Со + (комплекс IV). [c.278]

Брэдбери и Шерага [13] получили часть кривой титрования для протонов С-2 и С-4 имидазола в растворе поли-L-гистидина в D2O. Они прадвинулись до pD=6 для более низких pD измерения затруднены ввиду ограниченной растворимосии. Обнаружено, что рК имидазольных трупп в полимере совпадает с рК свободного имидазола (около 6,7) и, следовательно, полимерная природа объекта пе оказывает на них заметного влияния. [c.322]

Наименее экранированными протонами (см. рис. 14.2) являются протоны NH-группы индольного кольца триптофана (около 0,0 м. д. в t-шкале), пептидных групп NH (1,5—2,0т), протоны при С-2 в гистидине и NH-протоны в аргинине (2—Зт). Протоны пептидных iNH-rpynn обычно не будут проявляться в спектрах белков, растворенных в DgO, а в спектрах растворов в НгО их сигналы будут уширяться и исчезать при больших значениях pH вследствие катализируемого шелочью обмена (см. разд 13.3.4). Ароматические протоны и протон при С-4 гистидиновых остатков дают сигналы в области 2,5—3,2т, за ними следует ясно выраженное окно , которое наблюдается в спектрах всех белков в интервале от 3,5 до 5т. В области от 4 до 6 т обычно расположены широкие и слаборазре-шенные сигналы а-СН-протонов. Они в различной степени (иногда почти полностью) могут быть скрыты пиками НгО или HOD. Далее расположены сигналы от разных метиленовых и метильных групп боковых цепей. В самых высоких полях (- Эт) расположены сигналы метильных групп алиф атических боковых цепей валина, лейцина и изолейцина. В спектрах денатурированных белков в состоянии статистического клубка эти сигналы образуют один ясно видимый и очень широкий пик, но в спектрах нативных белков он может расщепляться в связи с тем, что эти группы находятся в различном локальном окружении. Эти пики и сигналы в самой слабопольной области спектра, а также резонансные сигналы, сдвинутые вследствие контактного взаимодействия, исследовались наиболее интенсивно. [c.351]

Важный аспект изучения миоглобина с помощью ЯМР состоит в исследовании слабопольных сигналов протонов, способных к обмену, путем сравнения спектров в ОгО и НгО, как это было описано для лизоцима в разд. 14.2.2. Пател и сотр. [64а] оиисали в спектрах миоглобина и оксимиоглобина резонансные сигналы в области от О до —5 т. На основании данных рентгеноструктурного анализа химически модифицированных белков в разных состояниях эти сигналы были идентифицированы как пики NH-протонов двух остатков триптофана, один сигнал приписан остатку аргинина и один — гистидину. Шед и сотр. [62] наблюдали 4 сигнала в области от О до —4 т в водных растворах цианферримиоглобина, химические сдвиги которых проявляют небольшую температурную зависимость, но их отнесение точно неизвестно. Они обнаружили также три дополнительных пика в области от —3 до —141, поло- [c.374]

Потребности в аминокислотах у младенцев были изучены Олбенизом [20]. О потребности в определенной аминокислоте судили по тому, какое количество ее необходимо для обеспечения нормального прироста веса и усвоения азота у ребенка, получавшего ранее недостаточное питание. Эти. исследования показали, что гистидин и аргинин, по-видимому, не существенны для питания младенцев мужского пола, что незаменимыми являются те восемь аминокислот, которые незаменимы в питании взрослых людей, и что в известных условиях проявляется потребность в цистине и тирозине. Данные о потребности в аминокислотах у младенцев и у взрослых сопоставлены в табл. 12. Хотя эти данные носят предварительный характер и требуют дальнейшего подтверждения, интересно отметить, что младенцы нуждаются в относительно больших количествах лизина, треонина и валина, чем взрослые. Весьма любопытно, что относительная потребность в изолейцине у взрослых и у младенцев почти одинакова, тогда как потребность в лейцине у последних значительно выше, [c.125]

Продукт присоединения X устойчив к нагреванию (100° С, 15 мин) и к действию кислот (6 н. соляная кислота), но расщепляется при обработке 0,1 н. раствором NaOH. 5-Цистеин включается при облучении в поли-U и РНК, в меньшей степени — в поли-С, поли-dT и ДНК. Включение резко уменьшается в случае двухспиральных полинуклеотидов. Урацил при облучении (253,7 ммк) способен также связываться с глицином, серином, фенилаланином, тирозином, триптофаном, цистином, метионином, гистидином, аргинином и лизином. Наибольший процент связывания обнаружен для цистеина, тирозина и фенилаланина Характер связи (за исключением цис. -еина) не установлен. [c.637]

Кроме того, спектральные свойства комплекса Со(П)КПА во многом подобны свойствам тетраэдрических комплексов Со(П) с производными гистидина [217, 218 [.Сравнение спектральных свойств этих комплексов позволяет выявить некоторые корреляции между лигандным окружением и электронной структурой. Хотя анализ тонкой структуры полосы поглощения в видимой области, соответствующей переходу A2(F) (Р), в случае модельных тетраэдрических комплексов Со(П) свидетельствует о том, что параметры поля лигандов не могут быть точно определены из-за смешения возбужденного состояния Ti(P) с близкими состояниями и Р[213, 214], следует ожидать приблизительного совпадения параметров поля лигандов для Со(И)КПА и модельных тетраэдрических гистидиновых комплексов Со(П). Максимум поглощения в видимой области для комплекса бмс-(ь-гистидинато)Со(И) находится при 558 нм [218] и практически совпадает с максимумом при 555 нм для Со(П) [203]. Величины валентных углов комплекса быс-(ь-гистидинато)2п(И), которые, вероятно, характеризуют также и соответствующий комплекс Со(П) (табл. 8), указывают на за- [c.85]

Имеются ли наблюдения, указывающие на существование водородных связей типа -Н в реальных биологических системах Такие водородные связи были обнаружены методом ядерного магнитного резонанса между остатками гистидина в активном центре фермента — панкреатической рибонуклеазе [249]. В дальнейшем ЯМР-методом было показано, что в полу-протонированном гистидине в водном растворе при этих условиях проявляется характерный стэкинг -эффект [250] (стопкообразная упаковка. — Прим. ред.). Последний может быть обусловлен взаимодействием между связями -М. Олдридж и Розе [251] на основании большого числа экспериментальных работ рассматривали водородные связи между имидазольными группами гистидиноБЫх- остатков белков в мембранах митохондрий. [c.304]

Для полупротонированных водных растворов имидазола (разд. V. 11.Б) наблюдается непрерывное поглощение. Поскольку имидазольный остаток является функциональной группой гистидина, мы исследовали поли-Ь-гистидиновые пленки в зависимости от степени протонирования и получили точно такой же результат [153, 247] (см. результат 154). Следовательно, избыточные протоны образуют водородные связи с исключительно больщой поляризуемостью. Специфические свойства этих связей проявляются также и в поли-Ь-гистидине. [c.326]

Хотя большинство изученных спиральных Ь-полипептидов имеет стандартную дисперсию оптического вращения, характеризующуюся величиной Ьо, приближенно равной —630 ко = 212 м 1), некоторые Ь-полипептиды ведут себя аномально , и характерные для них величины Ьо отличаются от нормального значения не только по абсолютной величине, но и по знаку (табл. 15). Тогда сразу же возникает вопрос, отражает ли такое необычное поведение различие в направлении спиралей, различие в конформации или оно обусловлено сильными взаимодействиями боковых групп В настоящее время такие отклонения обнаружены для нескольких полипептидов. Данные, полученные при исследовании таких полипептидов, хотя и отрывочные, убедительно свидетельствуют о том, что необычные оптические свойства могут быть объяснены или сильными взаимодействиями между спиральным остовом и боковыми группами, под влиянием которых может изменяться, а может и не изменяться направление закручивания спирали, или образованием структурных элементов, отличных от а-спирали. Один из простых способов решения этого спорного вопроса заключается в изучении сополимеров, состоящих из остатков аминокислот, имеющих нормальные и аномальные свойства. Например, величина Ьо Для сополимеров р-бензил-Ь-аспартата и убензил-О-глутамата в растворителе, способствующем образованию спирали, лишь слегка отличается от Ьо для поли-у-бензил-О-глутамата, который имеет левую спираль [53—55]. Однако при включении в цепь поли-р-бензил-Ь-аспартата даже небольших количеств у-бензил-Ь-глутамата Ьо резко изменяет знак на противоположный, соответствующий правой спирали. Это свидетельствует о неустойчивости левой спирали Ь-аспартата. (Совсем недавно появилось сообщение о том, что направление спирали поли-р-бензил-Ь-аспартата можно изменить на противоположное введением нитрогрупны в пара-положение в бензольное кольцо боковой цепи [5, 6].) С другой стороны, у сополимеров Ь-тирозина и Ь-глутаминоБой кислоты наблюдается линейное изменение оптических свойств с изменением состава сополимера. Полагают, что оба гомополипептида имеют спирали одного и того же направления [57 ]. То же самое справедливо для поли-Ь-гистидина и поли-Ь-триптофана (табл. 15). Полагают, что поли-Ь-серин в водных растворах находится в виде Р-агрегатов, а не в форме а-спирали [58]. Существуют две уникальные аминокислоты — [c.106]

N-Трифторацетилметиловые эфиры тирозина и аргинина при хроматографическом анализе на поли-(этиленгликольизофталате) при 220° давали четыре и два пика соответственно, что указывало на присутствие примесей или неисправность колонки [44]. При таких условиях производные цистина, гистидина и триптофана не элюировались. [c.534]

Все а-аминокислоты и образованные из них пептиды в большинстве случаев реагируют при комнатной температуре с азотистой кислотой количественно в течение 5 мин Вторая аминогруппа лизина (е-поло-жение) реагирует в течение 30 мин. Азот, входящий в состав пирро-лидинового, индолового и имидазолового колец, не реагирует, поэтому в результате анализа определяется только половина всего количества азота триптофана, треть количества азота гистидина и четверть количества азота аргинина. Пролин и оксипролин совсем не отщепляют азота. Гуанидиновая группировка H2N— ( = NH)—НН—, содержащаяся в гуанидине, креатине и аргинине, не реагирует с азотистой кислотой. При определении метиламина и аммиака приходится встряхивать в течеиие %—2 ч реакция с мочевиной заканчивается только через 8 ч амино- [c.711]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология