Вирус табачной мозаики последовательность аминокислот

Структура рибонуклеазы. После того как Сэнгер разработал методы определения последовательности расположения аминокислот в белковой молекуле, другие исследователи также приступили к изучению более крупных молекул белка. Мур и Штейн и их сотрудники в 1960 году определили строение фермента рибонуклеазы. Этот белок с молекулярным весом 13 700 содержит 124 аминокислотных остатка в одной цепочке. Свернутая кольцом цепочка соединена в четырех местах дисульфидными группами цистина так, как эт показано на рис. 218. Последовательность аминокислот была определена и для некоторых полипептидов, обладающих свойствами гормонов был изучен также белок вируса табачной мозаики, содержащий 158 аминокислотных остатков. [c.319]

Вирус табачной мозаики (ВТМ). Из всех вирусов наиболее хорошо изучен растительный вирус табачной мозаики. Тем не менее сведения, которыми мы располагаем в настояш,ее время, вероятно, еще далеко не достаточны для полного описания его строения. Физические исследования показали, что ВТМ представляет собой тонкий стержень длиной 3000 А и диаметром 150 А. Вес такой частицы равен 39- 10 . Из этого числа 5% приходится на РНК, константа седиментации которой равна 27S, а молекулярный вес 2,0 10 . Если бы цепь РНК вируса полностью вытянуть, она была бы в 10 раз длиннее вирусной частицы. Остальные 95% вируса приходятся на белок, который состоит из 2130 идентичных субъединиц. В состав каждой субъединицы, имеющей молекулярный вес 17 420, входит 158 аминокислот. Белок вируса табачной мозаики является третьим белком после инсулина и рибонуклеазы, для которого полностью установлена последовательность аминокислот. Каждая белковая субъединица представляет собой единую полипептидную цепь, на N-конце которой находится ацетилированный серии. Это один из редких случаев особой модификации N-конца полипептидной цепи. Различные штаммы этого вируса отличаются по аминокислотному составу белка. У всех исследованных штаммов белковая часть содержит только один остаток цистеина. В некоторых штаммах отсутствуют метионин и гистидин. [c.359]

Самосборка белков. Специфическое взаимодействие определяет уникальное свойство белков — их способность к самосборке. Например, после обработки молекулы гемоглобина мочевиной она распадается на функционально неактивные протомеры. После удаления мочевины они самопроизвольно объединяются в нативную структуру гемоглобина. Возьмем более поразительный пример — гигантскую молекулу вируса табачной мозаики с 40 ООО ООО Да. Она состоит из одной молекулы РНК и 2130 белковых субъединиц, каждая из которых имеет ММ 17 500 Да. Если РНК и субъединицы разделить добавлением детергента, а затем убрать его, то нативная структура вируса полностью восстановится, сохраняя его биологические свойства. Самосборка не требует никакой дополнительной информации, происходит самопроизвольно путем взаимодействия комплементарных поверхностей молекул. Подчеркнем, что комплементарность поверхности молекулы белка определяется мозаикой радикалов аминокислот (поверхность третичной структуры). Последовательность [c.48]

Это наглядно иллюстрируется одной из последних работ [11] по белку оболочки вируса табачной мозаики, где определялась последовательность во фрагменте РНК эта нуклеотидная последовательность была переведена в аминокислотную, которую в свою очередь можно сравнить с экспериментально найденными аминокислотами. Как видно из рис. 1.6, эти два полипептида никоим образом не идентичны ни по аминокислотной последовательности, ни по составу аминокислот. [c.18]

Попробуем опять подойти к этому вопросу на основании общих эволюционных положений. Речь идет, следовательно, об отборе в процессе эволюции молекул, агрегация которых автоматически приводила бы к построению все более биологически целесообразных структур. Наиболее естественно было бы выбрать с этой целью белки —вариация их аминокислотного состава и последовательности аминокислот заведомо обеспечивает любое необходимое разнообразие свойств молекул. Свойства молекул, синтезируемых нематричным путем (например, липидов или полисахаридов), могут варьировать в процессе эволюции лишь посредством значительно более громоздких механизмов. Для синтеза любой новой молекулы типа моносахарида или фосфолипида необходимо большое число строго специфичных ферментов. Таким образом, кажется вероятным, что когда потребовалось не просто отграничить клетку от внешней среды, но придать ей уникальную форму, для ее построения понадобились специальные структурные белки. Мысль эта находит подтверждение во всех случаях биоморфогенеза. Определяющая роль белков в морфогенезе на молекулярном уровне была выяснена в замечательных исследованиях самосборки вирусов ([см. 237]). Начало было положено при изучении вируса табачной мозаики (ВТМ). Этот вирус состоит из РНК (около 5% по весу) и белка. Частица ВТМ распадается на составные части под влиянием различных воздействий разбавленной щелочи, концентрирован- [c.145]

Тесная связь между синтезом РНК и синтезом белка привела к предположению, что генетическая информация ДНК передается на РНК, которая при синтезе белка действует в качестве матрицы. Возможно, однако, что в некоторых случаях ДНК непосредственно служит матрицей при синтезе белка. Из этого следует, что РНК переносит генетическую информацию и существует механизм, который позволяет определенным образом отбирать и располагать аминокислоты вдоль молекулы РНК. Исследования, проведенные с вирусом табачной мозаики, показывают, что почти чистые препараты вирусной РНК могут передавать генотип этого вируса. В результате изучения специфичных аминоацил-з-РНК-синтетаз точно установлено, что эти ферменты могут катализировать образование специфичных соединений с s-PHK для каждой белковой аминокислоты. Специфичность этих соединений должна обеспечить их присоединение только к соответствующему месту на матрице. Получены данные, что такая специфичность обусловлена последовательностью нуклеотидов в s-PHK. Поэтому можно предположить, что каждое соединение аминокислота — s-PHK присоединяется к матричной РНК водородной связью. [c.486]

Вирус табачной мозаики. Это типичный пример вируса со спиральной симметрией. Его легко выделить из выжатого сока зараженных растений. Частицы представляют собой палочки толщиной 18 нм (рис. 4.4, А). Этот палочковидный нуклеокапсид состоит примерно из 2100 капсомеров. Они расположены по винтовой линии и образуют полый цилиндр. Каждый капсомер состоит из одной полипептидной цепи (158 аминокислот, последовательность которых определена). В стенке полого цилиндра между капсомерами помещается цепь РНК, которая тоже идет по винтовой линии (рис. 4.4, Б). [c.138]

Опыты Ниренберга были продолжены и расширены работами Очоа с сотр. . Используя в аналогичных условиях смешанные синтетические полирибонуклеотиды, они показали, что в зависимости от строения матрицы наблюдается преимущественное включение в синтезируемые белки той или иной аминокислоты. На этом основании, например, для валина, в соответствии с гипотезой о триплетном коде, был предложен состав триплета — U. Gj. В течение 1962—1963 гг. таким способом установлены и подтверждены данными по мутациям (например, работы Френкель-Кон-рата с сотр. по мутациям вируса табачной мозаики) составы кодирующих триплетов для всех двадцати аминокислот. Однако па этом этапе исследования еще ничего нельзя было сказать о том, в какой последовательности будут располагаться азотистые основания нуклеотидов в триплетах, так как синтетические матрицы Очоа представляли собой статистические сополимеры и их точная нуклеотидная последовательность не была известна. [c.487]

Фиг. 217. Полная последовательность из 158 аминокислот полипептидной цепи белка оболочки вируса табачной мозаики.

Белок вируса табачной мозаики, ио-внднмому, однороден. Последовательность соединения аминокислот у карбоксильного конца полипептидной цепи этого белка такова , ..тре—сер—глиа—прол—ал—тре—ОН (Френкель-Конрат], [c.399]

Результаты многочисленных исследований свидетельствуют о том что генетический код, установленный для Е. соИ, является универсальным. Так, например, в лабораториях Уитмана и Френкель-Конрата препарат РНК, экстрагированный из вируса табачной мозаики, обработали азотистой кислотой известно, что при этом происходит дезаминирование многих остатков цитозина с образованием урациловых остатков, в результате чего кодоны U U (серин) превращаются в UUU (фенилаланин). Аналогичным путем из кодона ССС (пролин) может образоваться СиС (лейцин). Оказалось, что при заражении растений табака препаратом РНК, обработанной азотистой кислотой, аминокислотная последовательность вирусного белка оболочки, выделенного из мутантных штаммов, действительно меняется [22]. Причем многие из происшедших изменений можно было точно предсказать исходя из данных, приведенных в табл. 15-3. Сходным образом, замены аминокислот в дефектных молекулах гемоглобина (рис. 4-17) в большинстве случаев могут быть обусловлены изменением только одного основания. Так, гемоглобин S может образовываться в результате одного из следующих изменений в седьмом кодоне GAA(Glu) GUA(Val) или GAG(Glu)- ->GUG(Val). Еще один аргумент в пользу универсальности генетического кода состоит в способности рибосом и молекул тРНК из Е.соН осуществлять трансляцию цепи мРНК, кодирующей синтез гемоглобина, и синтезировать при этом полноценный гемоглобин [23]. [c.195]

При обработке РНК вируса табачной мозаики азотистой кислотой аминооснования превращаются в соответствующие гидроксилсодержащие основания, а нуклеотидная цепь при этом не разрывается. Если такую измененную РНК использовать для заражения растений табака, то можно получить серию искусственных мутантов ВТМ, заметно различающихся по составу или по последовательности аминокислот в белке [30—32, 43, 83—85]. Эти четкие различия представляют большой интерес для изучения генетического кода (стр. 275). [c.154]

Представляет интерес вопрос, в какой последовательности размещены аминокислоты на всем протяжении полипептидной цепи. Для обозначения химической формулы протеинов, т. е. их аминокислотного состава и той последовательности, по которой аминокислоты располагаются в цепи, принят термин первичная структура белков. Благодаря главным образом работам Ф. Сэн-гера мы располагаем сейчас точными методами, которые позволяют расшифровывать первичную структуру и детально выяснить ее для целого ряда важных белков, в том числе таких, поли-пептпдная цепь которых включает 124 (фермент рибонуклеаза) и даже 158 (белок вируса табачной мозаики) аминокислотных остатков. [c.24]

В результате ферментативного воздействия, определяли последовательно после каждого отщепления Ы-концевого остатка по методу Эдмана (см. гл. 6). При изучении гемоглобина (Брауницер был удачно применен последовательный гидролиз белка разными про-теолитическими ферментами. В этом случае на белок действовали трипсином, а затем полученные пептиды гидролизовали пепсином, специфичность которого значительно повышали, ограничивая время реакции. Методические трудности, связанные с фракционированием сложных гидролизатов и определением полной структурной формулы белка, были преодолены в результате упорного труда нескольких групп ученых. Мы теперь знаем полную аминокислотную последовательность инсулина, глюкагона, рибонуклеазы, гемоглобина, белка вируса табачной мозаики, а также кортикотропина и других пептидных гормонов приближаются к завершению работы по установлению строения папаина, лизоцима, химотрипсиногена, трипсииогена, цитохрома с успешно продвигается изучение некоторых других белков. Изучение последовательности аминокислот проводилось на частичных кислотных гидролизатах или на гидролизатах, полученных при действии различных протеолитических ферментов. Чисто химические методы избирательного расщепления пептидных цепей не имели до сих пор значительного успеха, и эта область остается еще нерешенной задачей пептидно химии. [c.117]

За последнее десятилетие были достигнуты значительные успехи в дальнейшем установлении точного строения различных белков. Хотя гидролиз белков и последующий анализ гидролизата, который широко использовался раньше, давал возможность получать данные об относительном содержании и природе входящих в состав белка аминокислот, он не позволял сделать какие-либо выводы о распределении аминокислот в полипептидной цепи молекулы белка. Методы анализа и разделения аминокислот до сороковых годов были очень длительными и трудоемкими н требовали сравнительно больших количеств исходного продукта. Разработанные в 40-х годах новые методы анализа и разделения аминокислот и определения концевых групп в молекулах белков и не слишком высокомолекулярных полипептидов создали возможность наметить основные направления решения исключительно важной проблемы выяснения специфической последовательности аминокислот в молекулах некоторых сравнительно простых белков. Первым большим достижением в этой области химии была расшифровка Сангера с сотр. [4] последовательности аминокислот в молекуле инсулина. С момента опубликования этой важнейшей работы, достигшей цели, которая в течение длительного времени казалась неосуществимой, была полностью выяснена последовательность аминокислот у нескольких белков. Установление того факта, что молекулы специфического белка являются однородными по молекулярному весу и содержат строго определенную последовательность аминокислотных звеньев, неизменную для всех макромолекул, явилось одним из наиболее важных достижений химии белка. В число белков, для которых была выяснена последовательность аминокислот, входят инсулин [4], цитохром С [5—7 , белок вируса табачной мозаики [8—10], рибонуклеаза [11 — 13], а- и Р-цепи гемоглобина человека [14, 15], миоглобин кита [16—18], кортикотропин [19—21], глюкагон [22] кроме того, была установлена последовательность аминокислот в некоторых полипептидах более низкого молекулярного веса и частично выяснена последовательность аминокислот у нескольких высокомолекулярных белков [23]. [c.329]

Несомненно, что в ближайшее время появятся новые ценные реакции избирательного расш епления пептидных связей. В литературе уже опубликованы [204, 231] результаты, полученные при использовании описанных выше реагентов для избирательного расщепления белков с известной последовательностью аминокислот. В число этих белков входят белок вируса табачной мозаики, грамицидин А, рибонуклеаза, гемоглобин А человека, цитохром С, трипсин, трипсиноген и зимоген. [c.391]

Эту дилемму удалось решить путем определения последовательности аминокислот в мутантах. Предположим, что основание В мутировало в В. Если код не перекрывается, изменится только одна аминокислота. При полностью перекрывающемся коде мутация В в В приведет к изменению аминокислот 1, 2 и 3. Изучение последовательности аминокислот белка оболочки мутантов вируса табачной мозаики показало, что у этих мутантов измененной обычно оказывалась только одна аминокислота. Напомним также, что как уже говорилось при обсуждении аномальных гемоглобипов в гл. 5, и в этом случае у большинства мутантов происходило изменение только одной аминокислоты. Отсюда был сделан вывод, что генетический код не перекрывается [c.69]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология