Белки с ионитами

Ценную информацию о ферментах можно иногда получить из анализа сигнала ЯМР протонов в воде (растворителе). Время релаксации протонов свободной воды обычно больше 1 с. Однако протоны координационно связанных молекул воды в ионе Мп(Н20)б характеризуются гораздо более высокими скоростями релаксации (значения Т и порядка 10 с). Поскольку координационно связанные молекулы воды обычно очень быстро обмениваются с молекулами окружающей среды, небольшое количество ионов марганца может вызвать существенное повышение скорости релаксации протонов всех молекул воды. При этом с помощью подходящих методов можно наблюдать уширение линии протона в спектре ЯМР и изменения величин Т и Т2. Известно, что сила воздействия парамагнитного иоиа на магнитную релаксацию соседнего ядра обратно пропорциональна межъядерному расстоянию в шестой степени. Принимая, что в гидратированном ионе Mп + расстояние между Mп + и Н равно 0,287+0,005 нм, можно найти количественные соот- ошения между изменениями величин Т и Гг, с одной стороны, и числом молекул воды, входящих в координационную сферу связанного белком иона металла в любой фиксированный момент времени, и скоростью их обмена с молекулами растворителя, с другой стороны. [c.128]

Экспрессия самых разных генов может регулироваться путем выбора альтернативных путей сплайсинга. Например, яв.ление альтернативного сплайсинга обнаружено при экспрессии гена, кодирующего основной белок миелиновых мембран, окружающих аксон и обеспечивающих эффективное проведение сигнала на большие расстояния. В результате сплайсинга синтезируются четыре формы основного белка миелина, специальные функции которых пока не исследованы, Альтернативный сплайсинг обеспечивает также разные п ти экспрессии генов, кодирующих полипептидные гормоны, белки ионных каналов клетки, а также ядерные белки, участвующие в регуляции действия генов, определяющих ключевые стадии развития. [c.183]

Необходимо отметить, что химия нуклеиновых кислот, как и всякая химия высокомолекулярных веществ, имеет ряд существен ных отличий от химии соответствующих мономерных компонентов. Уже нуклеозиды и нуклеотиды являются полифункциональными соединениями, хотя различие в реакционной способности определенных группировок, входящих в состав четырех обычных типов нуклеотидных звеньев, сравнительно невелико. Полинуклеотиды представляют собой гигантские молекулы с множеством реакционных центров. Особые сложности в химию нуклеиновых кислот вносят следующие обстоятельства. Реакционная способность отдельных группировок в нуклеотидных звеньях зависит не только от условий реакции (растворителя, pH, температуры и т. д.), но и от наличия и характера взаимодействия отдельных звеньев друг с другом (в одной и той же цепи и на комплементарном участке в двухспиральных двухцепочечных молекулах), а также взаимодействия с молекулами белков, ионами металлов и т. д. Все эти взаимодействия, как правило, кооперативны, т. е. нелинейно изменяются при изменении условий реакции. Модификация одного из звеньев полинуклеотидной цепи приводит к изменению характера и силы взаимодействия этого звена с соседними звеньями (или с молекулой белка в случае нуклеопротеидов), что в конечном счете сказывается на реакционной способности звеньев на обширных участках полинуклеотидной цепи. [c.15]

Ионы металлов также могут образовывать комплексы с основаниями, особенно с аденином и гуанином. Предполагается, что за счет этих комплексов стабилизируется третичная структура нуклеиновых кислот. Возможно, что связь между белками и нуклеиновыми кислотами осуществляется посредством хелата, образованного белком, ионом металла и азотистым основанием. [c.85]

Ион металла является активатором. Взаимодействуя с различными субстратами, коферментами и белками, ионы металлов осуществляют окислительно-восстановительные реакции, обусловливают разнообразные поляризационные эффекты, вызывая смещение электронной плотности и снижение активационных барьеров. Трудно перечислить все формы действия ионов-активаторов, однако общим признаком функций этого типа является сравнительно малая специфичность по отношению к природе иона. [c.135]

Наличие ионно-белковых комплексов в тканевых жидкостях может быть установлено путем их диализа против безбелкового раствора, содержащего тот же ион в той же концентрации [39]. Если этот ион в тканевой жидкости находится в несвязанном состоянии, то никакого изменения в его концентрации не будет наблюдаться. В том же случае, когда часть ионов связана белком, ионы будут переходить из диализата в тканевую жидкость до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие между свободными ионами по обе стороны мембраны. [c.86]

ЗОМ обсуждены механизмы денатурации белков ионами металлов-посредников и ингибирования ферментов, а также проблема использования ионов металлов в качестве структурных зондов, с помощью которых может быть определена доступность и реакционная способность потенциальных лигандных групп белка. Повышенная реакционная способность потенциально способного к координации атома в белке по сравнению с его реакционной способностью в модельных системах заставляет предположить наличие рядом с ним в молекуле белка второго донора электронов, которого нет в используемых моделях. И наоборот, относительно пониженная реакционная способность потенциального места связывания свидетельствует о стерических затруднениях и (или) конформационных изменениях, сопутствующих связыванию. Для тех беЛ Ков, которые, будучи изолированными, находятся в состоянии с самой низкой свободной энергией, все такие конформационные изменения будут связаны с положительными вкладами в свободную энергию связывания, и поэтому будет наблюдаться более низкая кажущаяся константа связывания, чем та, которая была бы найдена в отсутствие конформационного изменения. [c.275]

Путем соответствующего подбора условий опыта с учетом указанных выше переменных — диэлектрической постоянной, ионной силы раствора, рН и температуры, — а также с учетам возможного взаимодействия между отдельными белками, ионами и иными веществами можно контролировать растворимость любого компонента в белковой омеси независимо от других ее компонентов. На -практике столь точного контроля добиваются в редких случаях. Однако для разделения многих смесей и выделения большого числа весьма чистых белков не всегда оказывается необходимым принимать во внимание все указанные переменные. [c.52]

Гидролиз АТФ. Для роста и нормального функционирования всем животным необходима энергия. Человек получает энергию как за счет многостадийного процесса окисления пищи — белков, жиров и углеводов, так и за счет гидролиза некоторых сложных эфиров, амидов, пептидов и гликозидов. Однако главным источником энергии для многих биологических процессов — биосинтеза белка, ионного транспорта, сокращения мышц, электрической активности нервных клеток — является аденозинтрифосфат (АТФ). [c.126]

При взаимодействии ионов металлов с SH-группами образуются слабодиссоциирующие и, как правило, нерастворимые соединения. Поэтому блокирование сульфгидрильных групп приводит к подавлению активности ферментов и свертыванию белков. Ионы двухвалентных металлов блокируют одновременно две SH-группы [c.298]

В отличие от рецепторов, связанных с каналами, не связанные с ионными каналами рецепторы нейромедиаторов, присоединяя лиганд, запускают в постсинаптической клетке каскад ферментативных реакций. В большинстве изученных случаев первая реакция этого каскада ведет к активации G-белка, который либо прямо взаимодействует с ионными каналами, либо регулирует образование таких внутриклеточных посредников, как циклический АМР и Са. Эти посредники в свою очередь или непосредственно влияют на ионные каналы, или активируют киназы, фосфорилирующие различные белки, в том числе и белки ионных каналов. Во многих синапсах имеются как связанные, так и не связанные с каналами рецепторы, присоединяющие одни и те же или различные медиаторы. Если рецептор не связан с каналом, то опосредуемый им эффект, как правило, бывает замедленным и продолжительным и может влиять на эффективность последующей синаптической передачи, что [c.336]

Иная картина обнаруживается при сорбции щелочных белков. Ионы фосфата способствуют их сорбции, а Na l и KG1 в достаточной концентрации вытесняют щелочные белки с оксиапатита. Можно думать, что в двух столь различных ситуациях доминируют разные механизмы взаимодействия биополинеров с сорбентом. Рассмотрим несколько подробнее экспериментальные данные, относящиеся к этим механизмам. [c.226]

Кроме специфических Са2+-связывающих белков, ион Са + связывают также и другие белки. К их числу относятся а-амилазы (гл. 7, разд. В.6), термолизин (гл. 7, разд. Г.4), стафилококковая нуклеаза (гл. 7, разд. Д.5), конканавалин А (рис. 5-7) и некоторые белки системы свертывания крови (рис. 6-16). Последние представляют особый интерес, поскольку они содержат специфичеомие Са2+-связывающие участки, образование которых зависит от витамина К (дополнение 10-Г). Ионы кальция связываются также с различными углеводами, например с карагениновыми гелями (гл. 2, разд. В.5). [c.375]

Для протекания стадии транскарбоксилирования необходимо присутствие определенного, связанного с белком иона двухвалентного металла, обычно Мп +. Это обстоятельство позволило исследовать геометрию связывания субстратов относительно Мп + релаксационными методами (ЭПР и ЯМР) [8—10]. Роль металла может состоять прежде всего в облегчении енолизации акцептора карбоксила. Однако в случае пиру-ваткарбоксилазы анализ влияния связанного Мп + на времена релаксации С в субстрате показал, что расстояние между карбонильным углеродом и составляет 0,7 нм. Это слишком большое расстояние, чтобы можно было предположить образование прямой координационной связи между металлом и карбонильным кислородом. Другое довольно привлекательное объяснение состоит в допущении образования связи между металлом и карбонильной группой биотина, как показано в уравнении (8-7) результатом (который мог бы быть вызван и образованием водородной связи с протоном) будет улучшение свойств биотина как уходящей группы в реакции замещения [11]. [c.198]

Ко второй группе металлопротеинов относится ряд ферментов ферменты, содержащие связанные с молекулой белка ионы металлов, определяющих их функщгю,— металлоферменты (в процессе очистки металлы остаются связанными с ферментами) ферменты, активируемые ионами металлов, менее прочно связаны с металлами, но для проявления своей активности нуждаются в добавлении в реакционную среду определенного металла. Предполагают, что механизмы участия металла в акте катализа в обоих случаях, вероятнее всего, сходны ионы металла участвуют в образовании тройного комплекса активный центр фермента—металл—субстрат (Е—М—8), или М—Е—8, или Е—8—М. Есть доказательства, что в активном центре многих ферментов в связывании металла участвует имидазольная группа гистидина. [c.95]

Трофические факторы исключительно важны для образования и выживания нервной системы. Они могут быть белками,, ионами (Са +, Ма+, К+ или др.), нейромедиаторами или гормонами. Наилучшим образом изучен фактор роста нерва (N0 ) — белок, стимулирующий рост нейритов в ганглии, активирующий ферменты (например, тирозингидроксилазу) и необходимый для выживания симпатической нервной системы. [c.349]

Организмы с точечными мутациями появляются в результате мутации единичного гена, и, таким образом, отдельного белка. Следовательно, сложное поведение может быть анализировано на уровне белков. Кроме хорошо изученной генетики дрозофила имеет следующие преимущества короткое время воспроизводства, легкость селекции, они достаточно дешевы (маленькие организмы, необходима малая площадь), безвредны и имеют несколько, но огромных хромосом. Из них уже был выделен ацетилхолиновый рецептор. Нейроны дрозофилы слишком малы для электрофизиологических исследований, но мышечные волокна позволяют изучать нейромышечную синаптическую передачу. Один мутант при анестезии делает необычные ритмические движения лапкой. Причина кроется в изменении потенциалзависимого калиевого канала, который обычно реполяризует мотонейрон после потенциала действия, блокируя передачу импульса. Здесь снова, как и в случае мутанта парамеции пешки , в основе изменения поведения лежит модификация белка ионного канала возбудимой мембраны. [c.362]

То же будет справедливо и в отношении азотистых лигандов, таких как аминогруппы белка, которые могут быть координационно связаны с находящимися в белке ионами молибдена. Например, восстановленный Мо( ) стремится окружить себя протонированны-ми лигандами. [c.147]

Тем не менее в этой области достигнуты важные успехи, особенно в результате изучения отдельной нервной клетхи и составляющих ее молекул. Здесь по крайней мере может быть вьшелено несколько простых общих принципов, на основе которых должно строиться любое объяснение работы всей многоклеточной системы. В самом деле, как это ни парадоксально, мозг в целом остается самым таинственным органом нашего тела, хотя свойства отдельных нейронов изучены лучше, чем свойства любых других клеток. Исходя из этих свойств, мы уже начинаем объяснять действие малых частей огромной системы в целом организме. Поэтому в настоящей главе речь пойдет в основном о нервной клепсе, причем мы будем двигаться от молекулярного уровня вверх. Мы рассмотрим, каким образом относительно небольшая группа мембранных белков (в основном это белки ионных каналов) позволяет клетке принимать сигналы извне, передавать эти сигналы и отвечать на них. В заключение мы познакомимся с тем, как нейроны в процессе своего развития образуют упорядоченную сеть связей, которая и составляет основу функционирующей нервной системы. [c.71]

После электронного восстановления активного центра возникают кинегачески стабилизированное неравновесное состояние. Атом металла в активном центре восстановлен, но его непосредственное окружение изменено настолько, насколько это позволяет замороженная в матрице и поэтому не изменившаяся глобула. Непосредственное окружение активного центра претерпевает колебательную релаксацию, но пространственная структура глобулы остается той же, какой она была в равновесном окисленном белке. Однако новое состояние активного центра и его ближайшего окружения должно в условиях равновесия соответствовать конформации всей белковой глобулы. Напряжение между измененным активным центром и остальными частями макромолекулы приводит к изменению спектральных и магнитных характеристик активного центра. Так возникает конформационно неравновесное состояние белка ион металла восстановлен, но структура большей части глобулы соответствует окисленному состоянию иона металла. Методы получения, фиксирования и исследования конформационно неравновесных состояний могут с успехом использоваться не только для отдельных белков, но и для внутриклеточных органелл, клеток и целых тканей. [c.71]

Ход работы. В 5 пробирок наливают по 10 капель 1 /о )аствора яичного (или пшеничного) белка. В первой пробирке раствор белка нагревают до кипения. Жидкость мутнеет (частицы денатурированного белка несут заряд и удерживаются во взвешенном состоянии). Во второй пробирке раствор белка нагревают до кипения и прибавляют 1 каплю 1% раствора уксусной кислоты. При стоянии выпадает осадок белка (частицы белка теряют заряд и приближаются к зоэлектрическому состоянию). В третью пробирку добавляют 1 каплю 10% раствора уксусной кислоты. При кипячении жидкости осадка не образуется (в кислой среде частицы белка приобретают положительный заряд, т. е. перезаряжаются). В четвертую пробирку добавляют 1 каплю 107о раствора уксусной кислоты и 1 каплю насыщенного растзира хлористого натрия. При кипячении выпадает осадок белка (ионы Ыа+ и С1 образуют двойной электрический слой и нейтрализуют положительный заряд на частице белка). В пятую пробирку добавляют 1 каплю 10% раствора едкого натра. При кипячении жидкости свертывания белка ке происходит (в щелочной среде отрицательный заряд на частицах белка увеличивается). [c.39]

Различными методами показано [109], что Со (NHg) образует комплекс с бычьим сывороточным альбумином лишь при очень высокой концентрации последнего, тогда как Со образует весьма устойчивый комплекс. Изучение изменения во времени высот волн (точнее осциллополярографических пиков) разряда комплексного (с белком) иона Со (II) и свободного Со (II) (аквоком-плекса) показало, что пик комплекса растет со временем, тогда как пик разряда свободных Со (II) растет, достигает максимума и затем падает пропорционально i " . В предположении, что падение высоты пика до нуля отвечает полному покрытию поверхности электрода белком, рассчитана плош адь, приходящаяся на белковую молекулу. Площадь эта весьма велика, что приводит к выводу [109] о расплющивании (при одновременной денатурации) белков до слоя толщиной 6—8 А. Наличие двух каталитических волн на полярограммах белка в растворе соли кобальта объяснено двумя формами катализатора — с расплющенным, сильно адсорбированным белком (первая волна) и слабо адсорбированным — глобулярным [109]. Изучение изменения высот каталитических волн во времени показало, что вторая волна падает и исчезает через десятки секунд, тогда как первая сначала растет за счет медленного расплющивания белковой молекулы, затем в течение десятков минут падает. Падение волн связывается с образованием полимолекулярпого покрытия поверхности электрода [109]. [c.109]

В рассмотренных до сих пор белках ионы металлов были присоединены к боковым цепям аминокислот белков. В части VI мы начинаем рассмотрение белков, в которых ионы металлов присоединены не непосредственно к белкам, а к простетическим группам или ко ферментам . Наиболее распространенной простети-ческой группой является порфирин за обсуждением порфиринов в гл. 24 следуют гл. 25—28, посвященные железопорфириновым соединениям, гемопротеинам, и гл. 29, в которой обсуждается магниевое производное порфиртна, хлорофилл. На основании структурного сходства с порфиринами коррины, а также коферменты и витамин В12 рассматриваются в гл. 30. [c.10]

Если церулоплазмин подкислить до pH ниже, чем его изоэлектрическая точка, или обработать цианидом [42], из него можно удалить медь и получить бесцветный белок. Однако при добавлении к такому белку ионов меди реставрировать исходный фермент не удается. Обратимое удаление меди из церулоплазмина достигается при обработке его диэтилдитиокарбаматом (ДТК) [43]. Предварительно медь (И), содержащаяся в белке, восстанавливается цистеином при pH 5,0 и высокой ионной силе. Образующийся затем коллоидальный комплекс ДТК с вышедшей из белка медью с помощью ультрацентрифуги отделяют от раствора апофермента. Последний может быть очищен от всплывающих примесей путем осаждения сульфатом аммония, повторного растворения и диализа. В замороженных растворах апофермент устойчив в течение нескольких месяцев. При добавлении к такому апоферменту ионов меди(1) и реокисления на воздухе из него можжо вновь получить синий церулоплазмин, который по всем своим свойствам неотличим от исходного. В процессе перевода церулоплазмина в его апофермент и обратно не было обнаружено никаких форм, в которых содержание меди было бы промежуточным, т. е. отличным от содержания ее в апоферменте и холоферменте [44]. [c.368]

В плазме крови имеется трансферрин, выполняющий функцию переносчика железа. По своей способности связывать железо очень близок к транс-феррину другой белок — кональбумин, выделенный из яичного белка. Ионы трехвалентного железа в этом белке очень прочно связаны двумя разными молекулярными группами. Другим примером металлопротеина, содержащего железо, служит ферритин, выполняющий роль своеобразного склада железа в организме. Часто металлопротеины, содержащие железо, называют негемо-выми белками. [c.415]

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) — это физиологический барьер, препятствующий смещиванию крови и спинномозговой жидкости (СМЖ). ГЭБ проницаем для воды, но не для электролитов. Для уравновещивания концентраций в СМЖ Ыа" " и К+ после изменения их концентраций в крови требуется не один час. Перенос веществ через ГЭБ зависит от их молекулярной массы, связывания с белками и липофильности. Для альбуминов соотнощение плазма крови - СМЖ равно 200 1. Связанные с белками ионы, билирубин, лекарства и другие вещества не проникают через ГЭБ. Например, в крови 90% препарата фенитоина связано с белками, а 10% — несвязанный фенитоин, который проникает через ГЭБ и оказывает терапевтический эффект. Проницаемость ГЭБ нарущается при воспалении, травме, опухоли, ищемии, действии токсинов. [c.457]

Причиной заболевания является рецессивная мутация в гене, локализованном на хромосоме 7. Ген кодирует белок из 1480 аминокислот, расположенный в мембране эпителиальных клеток. С помошью этого белка ионы хлора проходят внутрь эпителиальных клеток и выходят из них. У больных муковиспидозом этот канал не функционирует. Поскольку ген рецессивен, больные являются гомозиготами и несут две копии поврежденного гена. [c.248]

В липопротеинах связь между липидами и белком осуществляется за счет взаимодействий различной природы адсорбционных (белок адсорбируется на поверхности липида, повышая растворимость и термическую устойчивость последнего) гидрофобных (между неполярными фрагментами молекул липида и белка) ион-дипольных (когда липид представлен фосфолипидом, способным к ионизации). Чаще всего в липопротеинах действуют комбинированные силы, способствующие образованию в высшей степени упорядоченных структур. В живых организмах липопротеины выполняют транспортную (перенос белком липопростетической группы), ферментативную, гормональную функции. [c.89]

Металлопротеины. К металлопротеинам первой группы относятся биополимеры, содержащие помимо белка ионы одного или нескольких металлов. Типичным представителем таких соединений является ферри-тин — водорастворимый белок, сконцентрированный в печени и костном мозге и выполняющий роль депо железа. Ферритин содержит от 17 до 23 % железа в составе неорганического соединен (РеООН)8(РеООН2РОз), при этом ионы Ре " координационно связаны с атомами азота пептидных фрагментов. Вторая группа металлопротеинов представлена в основном металлозависимыми ферментами, активность которых определяется наличием в организме в достаточных количествах ионов ряда металлов (2п +, Mg , Мп " , Ка" и др.). [c.90]

Если еще недавно предполагалось, что ионный канал — это стабильная машина, которая встраивается в мембрану и функционирует достаточно долго (может быть, и всю жизнь), то теперь выяснилось, что белки-каналы нервных клеток функционируют всего около суток, а потом разрушаются н на их место доставляются новые каналы. Синтезируются эти канальные белки, как и другие белки, специальными молекулярными машинами — рибосомами. Команду , какой именно белок синтезировать, рибосомы получают от особых молекул — молекул информационной рибонуклеиновой кислоты (иРНК). Английскому биологу Миледи удалось поставить такой красивый опыт. Ои выделил из нервных клеток молекулы РНК (в том члсле и РНК, кодирующие белки каналов) и ввел их в яйцеклетку. В норме эти яйцеклетки невозбудимы, т е. не реагируют на деполяризацию ПД. Однако те яйцеклетки, в которые ввели РНК нейронов, приобрели возбудимость и стали отвечать на раздражение такими же импульсами, как нервные клетки. Это означает, что по РНК нейронов на рибосомах яйцеклеток были синтезированы белки ионных каналов, эти белки сумели встроиться в мембрану яйцеклетки и нормально в ней работали. [c.113]

Существенным для понимания всех аспектов переноса электронов в мембранах, а также сопряженных с ним процессов является вращательная и латеральная диффузия не только подвижных переносчиков, но и отдельных комплексов и их агрегатов. Подвижность комплексов приводит к тому, что теряет смысл понятие единой структурной электронтранспортной цепи, так как стехиометрия взаимодействия комплексов определена лишь в среднем и может меняться при изменении внешних условий. Если регулируемая условиями внешней среды латеральная асимметрия в распределении комплексов переносчиков достаточно хорошо установлена для фотосинтетического аппарата высших растений, то, несомненно, аналогичные процессы регулирования пространственной обособленности отдельных реакций могут происходить и у фотосинтезрфующих бактерий и митохондрий. Динамическая организация электронного транспорта, проявляющаяся в процессах агрегации— дезагрегации как отдельных переносчиков электронов с комплексами, так и самих комплексов, приводит к быстрому и высокоэффективному переносу электронов (внутри комплексов), увеличивает надежность функционирования цепи переноса электронов, обеспечивая возможность замены вышедших из строя элементов, а также их встраивание в процессе б иогенеза и, кроме того, обеспечивает возможность эффективных способов регуляции транспорта электронов за счет изменения степени агрегации комплексов, их пространственной обособленности и взаимного положения в мембране. Асимметричная латеральная и трансмембранная организация комплексов в мембране может направленно регулироваться такими факторами, как липидный состав мембраны, соотношение липид/белок, микровязкость, энзиматическая модификация белков, ионный состав среды и др. [c.286]

Можно ожидать, что изменение степени насыщения якорного белка ионами Са + будет приводить к конформационным изменениям белковой молекулы и далее к конформационным изменениям ферментов комплекса, находящихся в непосредственном контакте с якорным белком (то есть фосфофрукто-киназы в случае комплекса гликолитических ферментов), и, следовательно, к изменениям каталитических функций ферментов комплекса. [c.190]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология