Белки агрегирующие

Однако для белков такое соотношение не обязательно выполняется, поскольку они могут связывать и другие, помимо протонов, ионы, которые вносят вклад в общий баланс зарядов (при условии нейтральности молекулы белка). Можно ожидать, что белки в изоэлектрической точке обладают меньшей растворимостью, чем при меньших или больших значениях pH, и это действительно имеет место. Поскольку в изоэлектрической точке молекула белка не обладает избыточным зарядом, в этих условиях белок легче агрегирует и осаждается. Далее, поскольку аминокислотный состав разных белков различен, для каждого белка существует характеристическое значение р/е. Это свойство является основой метода очистки белков путем изоэлектрического осаждения (осаждения в изоэлектрических условиях) pH смеси белков доводится до значения, равного значению р/ искомого белка, так что последний осаждается из смеси. Значение р/г аминокислот с нейтральной боковой цепью равно 5,6 0,5 для аминокислот, содержащих кислые группы, р/ ниже, а для аминокислот с основными группами в боковых цепях — выше. В то же время для белков р/ может меняться от О до И. Вывод формул для расчета р/ аминокислот имеется в большинстве учебников биохимии. [c.32]

У ряда белковых соединений несколько сложных полипептидных цепей белка могут агрегироваться вместе, создавая более сложный комплекс определённого строения, называемый четвертичной структурой белка. Каждая полипептидная цепь, образующая четвертичную структуру, называется субъединицей и сохраняет свойственные ей первичную, вторичную и третичную структуры, однако биологическая роль комплекса в целом отличается от биологической роли субъединиц вне комплекса. Фиксация четвертичной структуры обеспечивается водородными связями и гидрофобными взаимодействиями между субъединицами. Например, молекула гемоглобина - белка с четвертичной структурой - состоит из четырёх субъединиц, окружающих гем (простетическую железосодержащую группу - железопорфирин) между субъединицами нет ковалентной СВЯЗИ, однако тетрамер представляет собой единое целое, в котором субъединицы тесно связаны и ведут себя в растворе как одна молекула. Наличие четвертичной структуры характерно также для других металлопротеинов и для иммуноглобулинов. При формировании четвертичной структуры белка образующийся комплекс может содержать, помимо субъединиц полипептидной структуры, и субъединицы иной полимерной природы, а также соединения других классов. [c.71]

Все клетки, даже самые простые, имеют мембраны. Мембраны отделяют внутреннее содержимое клетки от окружающей среды, поэтому нарушение целостности мембраны приводит к гибели клетки. Мембраны не только сохраняют молекулы веществ, входящих в ее состав, но и реализуют специфику химического состава клеточной цитоплазмы. С помощью специальных устройств мембрана избирательно выбрасывает из клетки ненужные вещества и поглощает из окружающей среды необходимые. Главные компоненты биологических мембран живых организмов — это сложные липиды. Следует обратить внимание на то, что все сложные липиды, описанные в разд. 9, имеют характерное строение для поверхностно-активных веществ, т. е. две большие неполярные углеводородные группы и полярную часть, способную к образованию водородных связей. Таким образом, эти молекулы способны самопроизвольно агрегировать, образуя в воде бислойные структуры, составляющие основу мембраны. В состав мембранного бислоя входят и молекулы белков, и свободные жирные кислоты. Последние встраиваются в бислой так, что их жирные хвосты погружены внутрь, а полярные группы во внешнюю среду и контактируют с ионами натрия с внешней, а с ионами калия с внутренней стороны бислоя (см. рис. 73). Биологические мембраны не только регулируют обмен веществ в клетке, но и воспринимают химическую информацию из внешней среды с помощью специальных рецепторов. Биологические мембраны обеспечивают иммунитет клетки, нейтрализуя чужие и свои вредные вещества. Они также способны передавать информацию соседним клеткам о своем состоянии. Наконец, совсем недавно было обнаружено, что многие белки-ферменты могут работать только внутри мембраны, запрещая, разрешая или сопрягая ферментативные процессы. [c.407]

Частичка золотого золя, изображенная вверху слева, в результате адсорбции анионов приобретает заряд. В роли ионов могут выступать ионы цитрата или формиата — в зависимости от метода приготовления золя. В отсутствие защитного коллоида частичка золя не обладает защитной оболочкой из молекул растворителя и поэтому, как показано вверху справа, при добавлении в раствор хлористого натрия легко осаждается. Ионы натрия нейтрализуют заряд золотого золя, частички золя уже не отталкивают друг друга и агрегируют. Еслн к золю добавить желатину, белок прикрепляется к частичкам золя и образует вокруг них защитную пленку. Ионная поверхность желатины сообщает частичкам дополнительный заряд, как положительный, так и отрицательный. Поверхность белка адсорбирует молекулы воды, что обеспечивает частичкам золотого золя добавочную защиту. Добавление хлористого натрия уменьшает заряд золя, но не столь эффективно, как это наблюдалось в отсутствие защитного коллоида. Степень защитного действия желатины количественно выражается золотым числом, определение которого дано в тексте. [c.390]

Белки агрегируют без денатурации не только под действием солей и органических растворителей. Полсон и др. [32] иссле-довали способность различных высокомолекулярных нейтралЬ ных водорастворимых полимеров осаждать белки плазмы. Хотя некоторые из них эффективно осаждали белки, высокая вязкость растворов полимеров препятствует их практическому использованию. Единственным исключением является полиэтилен-гликоль различной степени полимеризации. Растворы этого полимера при концентрации до 20% (вес/объем) имеют не очень большую вязкость, и многие компоненты плазмы осаждаются полиэтиленгликолем до того, как его концентрация достигает 207о (вес/объем). Наиболее эффективным является полиэтиленгликоль с мол. массой 4000 и выше для осаждения белков обычно используют полиэтиленгликоль двух типов — с мол. массами около 6000 и 20000. Поведение белков в растворах полиэтиленгликоля довольно сходно с их поведением в процессе осаждения органическими растворителями. Действительно, молекулу полиэтиленгликоля (ПЭГ) можно рассматривать как полимерный органический растворитель, хотя для получения нужной степени осаждения требуются более низкие его концентрации. При добавлении ПЭГ первым из плазмы выпадает в осадок фибриноген — довольно крупный белок, имеющий сильно асимметричные молекулы и обладающий наименьшей растворимостью в плазме. Затем (при нейтральном pH, близком к изоэлектрической точке) осаждаются у-глобулины, а вслед за ними и другие компоненты. Как и в органических растворителях, растворимость белков в растворах ПЭГ возрастает по мере удаления pH от их изоэлектрической точки. [c.81]

Детергенты растворяют природные мембраны, образуя вместе с их липидами смешанные мицеллы. В случае мембранных белков они замешают их эндогенные липиды и образуют мицеллы вокруг гидрофобных участков белков (рис. 3.11). Если же детергенты затем удалить, например диализом или просто разбавлением, белок становится вновь нерастворимым. Возможно, что при этом молекулы белка агрегируют, поскольку они начинают контактировать своими собственными гидрофобными участками и сами образовывать нечто вроде мицелл. [c.83]

Некоторые аспекты этих превращений следует рассмотреть подробнее. Как уже было сказано, при pH 5 (или ниже) белки агрегируют с образованием палочек разнообразной длины. Но если pH раствора вновь повысить до нейтрального значения, то образовавшиеся палочки диссоциируют и растворы снова становятся прозрачными. Эту обратимую агрегацию можно наблюдать также [c.217]

Активный, нли каталитический, центр фермента — это сравнительно небольшой участок молекулы белка. Аминокислотный состав остальной части молекулы, особенно тех ее участков, которые находятся на поверхности структуры, может довольно сильно меняться в результате мутаций без изменения каталитической активности фермента. Тем не менее присоединение к различным участкам поверхности фермента других молекул может косвенно повлиять на катализ. В концентрированных растворах, каким является цитоплазма, молекулы могут агрегировать. Присоединение какой-либо молекулы к определенному участку на поверхности фермента способно изменить его структуру и в свою очередь вызвать увеличение или уменьшение каталитической активности. Так, при избыточном накоплении продукта какого-либо метаболического пути ингибитор, действующий по принципу обратной связи, взаимодействует указанным образом с ферментами и выключает их. Взаимодействия такого рода составляют один из распространенных способов регуляции. [c.64]

Наиболее ярким примером самосборки служит процесс сборки Т-чет-ных фагов (дополнение 4-Д) [101—103]. Результаты тщательного генетического анализа (гл. 15, разд. Г.2) показали, что для образования головки требуется по крайней мере 18 генов, для образования отростка— 21 ген, а для образования нитей — 7 генов. Большинство этих генов кодирует белки, которые непосредственно включаются в зрелую вирусную частицу, однако несколько генов детерминируют специфиче- ские ферменты, необходимые для процесса сборки. Получены мутантные штаммы вируса, способные синтезировать все структурные белки, кроме одного. В этом случае все синтезированные белки скапливались внутри хозяйской бактериальной клетки и не агрегировали. Однако при добавлении недостающего белка (синтезированного бактерией, инфицированной вирусом другого штамма) быстро осуществлялась сборка полноценных вирусных частиц. Эти н другие данные позволили сделать вывод, что белки присоединяются к растущей структуре в строго определенной последовательности. Присоединение одного белка формирует связывающий участок для следующего. [c.327]

Заметим, однако, что для некоторых других систем наблюдается комплементация в пределах одного и того ше класса. Это оказывается возможным в том случае, если активный белок состоит из двух или нескольких идентичных полипептидных субъединиц и если эти субъединицы, будучи поврежденными в разных местах, сохраняют способность агрегировать с образованием более или менее активного белка. [c.494]

В своей изоэлектрической точке белок наименее растворим. Если все молекулы данного белка находятся в изоэлектрическом состоянии, то они интенсивно агрегируют, так как противоположные ионы притягиваются (фиг. 89). В результате образуется большая и тяжелая молекула . При изучении крахмала и целлюлозы мы уже говорили о том, что размер молекулы сам по себе может перекрыть любую тенденцию к растворимости, обусловленную строением молекулы. [c.325]

В изоэлектрической точке отдельные молекулы белков должны, по-видимому, агрегировать. подобно тому как агрегируют противоположно заряженные ионы при образовании ИОННЫХ кристаллов. В результате агрегации большая молекула белка превраш,а-ется в еш,е большую, у которой растворимость в воде уменьшается. [c.325]

Многие ферменты содержат в молекуле катионы двух- или трехвалентных металлов, которые связаны с функциональными группами в виде хелатных комплексов. Наличие ионов металлов в молекуле некоторых ферментов дает основание предполагать, что координационный комплекс функциональных групп с атомами металла обусловливает необходимую конфигурацию молекулы фермента и субстрата. Известно, например, что ион кальция способен агрегировать молекулы белка и, в частности, обусловливает активность а-амилазы. Ионы металла выступают в роли акцептора электронов, а донорами в этом процессе являются атомы азота, кислорода, серы. [c.17]

В этих случаях происходит так называемая агрегация денатурированного белка — явление чрезвычайно распространенное и многократно изучавшееся. В пределе агрегация приводит к полной утере растворимости — выпадению хлопьев белка из раствора, а в концентрированных растворах — к желатинированию. Типичным примером белка, сильно агрегирующего при денатурации, является яичный альбумин. В некоторых белках явления денатурации обратимы. Обычно это белки сильно вулканизированные дисульфидными связями. [c.85]

Как мы уже упоминали, полная компенсация суммарного заряда частицы приводит к разрушению двойного слоя и делает частицу в сильной степени неустойчивой. Гидрофобные частицы, например частицы золотого золя, в этих условиях агрегируют и осаждаются. В случае белков тенденция к осаждению также [c.401]

Идея Астбери, сводящаяся к установлению определенного типа поворотной изомерии в белках, нашла и другие важные применения. На основании рентгенографических исследований Астбери и Ломакс [ ] пришли к важному выводу о том, что денатурация белка включает нарушение специфической, вероятно спиральной, конфигурации нативного белка типа а и приводит к освобождению пептидных ценей, которые затем агрегируют в 3-форме. (См. об этом в 33). [c.225]

Устойчивость белковых растворов сильно зависит от pH среды. Наличие зарядов на белке в кислой и щелочной области от изоэлектрической точки приводит к повышению гидратации белковых молекул и их растворимости. В изоэлектрической точке растворимость наименьшая и в этой точке белковые растворы обладают минимальной устойчивостью. Изменяя pH раствора белка в различных буферных системах, можно по минимуму растворимости определить изоэлектрическую точку белка. В минимуме растворимости частицы белка сильно агрегируют, и мутность раствора повышается поэтому изоэлектрическую точку белков можно определить по максимуму помутнения. [c.292]

Из химических соображений существует три довода в пользу возрастания молекулярного веса белков при облучении в растворе. Во-первых, между молекулами белков могут образовываться дисульфидные связи. Во-вторых, действие на тирозиновую составляющую может давать продукт большего молекулярного веса, как это происходит с самим тирозином (стр. 246). В-третьих, даже деструкция может увеличивать молекулярный вес, поскольку разорванные молекулы могут агрегироваться путем образования новых водородных связей. По-видимому, особенно характерными эффектами облучения белков в растворе являются образование дисульфида и полимеризация путем действия на тирозинные звенья. Можно ожидать, что в сухом состоянии этим реакциям препятствуют пространственные факторы. [c.257]

Сходная картина наблюдается при сравнении способности белков различных линий к совместной агрегации в белковые палочки при pH 5. Оказывается, что белки представителей классов от А до С могут образовывать смешанные палочки, по они не могут агрегировать с белком НК (класс В) [414]. В результате этих работ, между прочим, были получены данные, подтвердившие, что белок ВТМ при нейтральном или слабощелочном pH находится преимущественно в форме тримера. [c.219]

Механизм агрегации белка ВТМ изучен довольно детально. Ниже 12° С белок как таковой имеет тенденцию агрегировать в виде стопки дисков, содержащих по 17 субъединиц, а не в виде характерной для ВТМ непрерывной спирали, на каждый виток которой приходится 16 и 3 субъединиц. Повышение температуры способ- [c.219]

Изучали способность и многих других вирусных белков агрегировать in vitro, но четкие доказательства образования типичных частиц представлены не были. В связи с этим значительный интерес представляет недавно обнаруженный факт, что пустые капсиды, образуемые in vivo, могут являться некоторой необходимой стадией в развитии вируса полиомиелита [241, 242]. Самосборка компонентов Т-четных фагов рассматривается в гл. XI, разд. В. [c.224]

Хранящиеся при 4 °С стерильные антисыворотки длительное время сохраняют свои. свойства, но тем не менее рекомендуют глубокое замораживание, минимально до —20°С. Чтобы избежать повторных оттаиваний, порции должны иметь возможно меньший объем особо ценны е контрольные антисыворотки хранят аликвотами по 100 мкл в пробирках с крыш-, ками. При длительном хранении при —20 °С вода возгоняется ц вновь замерзает в виде льда в верхней, части образца. Концентрированные белки агрегируют, образуя нерастворимый преципитат на дне пробирки. Размороженные образцы перед началом работы должны быть тщательно перемешаны и подвергнуты скоростному центрифугированию до разделения на порции. Фермент1Ы. содержащиеся в сыворотке продолжают дазрушать белки и при —20°С. Идеально хранить сыворотки при —60 °С дли ниже, однако такую роскошь можно позволить лишь в отношении самых. ценных реагентов. [c.91]

Различия между ассоциацией структурных доменов одной цепи и ассоциацией глобулярных белков, т. е. разных цепей, весьма расплывчаты. Так, в роданезе (рис. 5.17, а) домены одной цепи при агрегировании образуют систему с высокой симметрией [257], как и субъединицы димерного белка. При образовании оболочек вируса полиомиелита [163] и вируса лесов семлики [258] большое число белковых глобул формируется из одной полипептидной цепи, а затем уже разделяется протеазой. После расщепления белок симметрично агрегируется с образованием оболочки вируса. Это показывает, что отдельные домеиы мультидоменного глобулярного [c.117]

Повышенная разрешающая способность электрофореза в крахмальном геле позволяет делить смесь белков на еще большее число компонентов. Вместо 5 классических фракций сыворотки можно получить 8—10 фракций. Более того, с помощью элекрофореза в крахмальном геле можно выделить несколько разных компонентов из препарата, который по данным других методов разделения считался гомогенным. Примеры такого рода встречаются при анализе миеломных белков. При электрофорезе на бумаге, ацетат-цел-люлозной мембране или в агаровом геле миеломные белки, относящиеся к IgG- и IgA-типам, образуют гомогенные зоны. Однако иногда в сыворотке больного можно обнаружить неоднородные фракции миеломных белков, например в случае мультиклональной миеломы или миеломы с агрегирующим белком IgA. Микрогетерогенность таких миеломных белков хорошо выявляется при электрофорезе в крахмальном геле. Вместо картины гомогенности, которую они дают при других постановках электрофореза, при разделении в крахмальном геле можно видеть несколько четко разграниченных зон [17]. [c.13]

Крупные полипептиды часто склонны агрегировать или вступать в ассоциации с другими компонентами. Во избежание этого, кроме мочевины, в буферный раствор можно добавлять додецилсуль-фат натрия в концентрации 0,1%. Однако не следует забывать, что этот детергент связывается с белками и делает полипептидные цепи устойчивыми к действию протеаз. Для удаления связавшегося до-децилсульфата натрия лиофилизированные фракции отмывают ацетоном, подкисленным НС1. После такой обработки полипептиды вновь становятся чувствительными к действию протеаз. [c.203]

А Р > 1 6) имеет два пи- ка флуоресценции один — в < области 530—535 ммк, дру- гой —в области 600— бЮлшк. По наличию и соот-ношению этих пиков можно судить о соотношении сво-бодных фосфатных групп, доступных АО при агрегиро- 11 ванной посадке, и связанных белками фосфатных групп, доступных АО при мономерной посадке. [c.179]

Физические агенты. Денатурация белков может осуществляться и за счет действия различных физических агентов. Наиболее общим и наиболее изученным денатурирующим воздействием является нагревание. Тепловое движение полипептидных цепей вызывает как разрыв водородных связей между ними, так и нарушение взаимодействия гидрофобных групп. При постепенном повышении температуры можно наблюдать иногда признаки ступенчатого, скачкообразного течения процесса денатурации. По-видимому, процесс разрушения водородных связей в нативных молекулах имеет кооперативный характер, что позволяет говорить о температуре и теплоте плавления а-спиральных участков у ряда белков. Денатурированные нагреванием белки легко агрегируют и выпадают в осадок, хотя коагуляция представляет собой вторичное явление. Вероятно, коагуляция является результатом возникновения дополнительных дисульфидных мостиков, солеобразных и вторичных водородных связей между различными молекулами. То, что коагуляция тесно связана с образованием дисульфидных связей, подтверждается тем фактом, что д-хлормеркурибензоат ингибирует свертывание. В свою очередь коллаген, не содержащий сульфгидрильных групп, при нагревании превращается в растворимую желатину. [c.186]

Некоторые растворимые белки могут находиться в растворе в одном из двух состояний — в фазе золя или в фазе геля. В фазе золя молекулы белка образуют истинный раствор, тогда как в фазе геля они агрегируют и не могут далее уже оставаться в растворе. Ра1зновесие между золем и гелем определяется химическими и физическими свойствами раствора, которые влияют на взаимодействие между мономерами белка. [c.322]

Все дальнейшие усложнения структур осуществляются только путем образования агрегатов из уже неизменных и несливающихся частиц. Для глобулярных частиц образование высших форм наблюдается только для строго монодисперсных природных белков. В случае линейных образований простейшие пачки цепей могут приобретать геометрически правильные формы. Эти частицы правильной формы, агрегируясь, способны образовывать дендриты иногда очень правильного вида и удивительно больших размеров — до нескольких сотен микрон. Все это происходит в аморфных системах заведомо без каких-либо фазовых превращений, и тем не менее приводит к самопроизвольному возникновению крупных геометрически правильных и анизотропных структур. Эта способность к самоорганизации в аморфных системах, несомненно, заслуживает особого внимания. [c.252]

Вопрос о биологической роли и происхождении этих лишенных нуклеиновой кислоты частиц остается невыясненным. Было выска.зано три предположения 1) избыточный белок агрегирует с образованием частиц, не имеющих никакого назначения 2) белковые частицы играют роль предшественников при образовании вирусных частиц 3) вирусные частицы могут утратить свою РНК. Второе предположение в некоторой степени подтверждается наблюдением, что в инфицированных клетках соединению пустых головок с ДНК и отростками предшествует накапливание головок фагов [568]. Кроме того, было показано, что верхний компонент вируса полиомиелита играет роль предшественника капсида. Процесс созревания, в результате которого пустая частица превращается в частицу, наполненную РНК, сопровождается в этом случае расщеплением более крупной молекулы белка, характерной для верхнего компонента, на два компонента, типичных для вирусов полиомиелита VP2 и VP4 [241, 242, 307]. [c.188]

Вирусы, как известно, построены из отдельных макромолекул, удерживаемых вместе в результате возникновения между ними ионных и гидрофобных взаимодействий и водородных связей с помощью различных агентов, ослабляющих эти взаимодействия или же разрывающих водородные связи, вирусы можно разложить на составляющие их элементы. Кроме того, в растительных, бактериальных и животных клетках, инфицированных многими просто устроенными вирусами, наблюдается образование не только полных вирусных частиц, но также и вирусоподобных образований, не содержащих нуклеиновой кислоты. Следовательно, форма этих частиц, будь они палочковидные или изометрические, определяется отнюдь не нуклеиновой кислотой, а характером специфической агрегации белковых молекул (см. гл. VIII, разд. Б). Поэтому есть все основания думать, что в определенных условиях вирусные белки могут агрегировать с образованием вирусоподобных частиц даже in vitro. Впервые эта особенность была обнаружена у белков ВТМ, выделенных из инфицированных клеток [495] и из вирусных частиц [423]. [c.215]

Успешную реконструкцию изометрических вирусов удалось осуществить лишь в последние годы. Некоторые мелкие вирусы растений (вирус мозаики костра безостого, вирус хлоротичной пятнистости коровьего гороха, вирус крапчатости бобов обыкновенных) диссоциируют при повышении концентрации солей до 1 М. Образующиеся при этом белки могут снова агрегировать с образованием вирусоподобных частиц в присутствии нуклеиновой кислоты при понижении концентрации солей путем диализа [26, 27, 202, 536]. Таким образом, условия, необходимые для реконструкции этих вирусов, резко отличаются от условий, необходимых для реконструкции ВТМ, причем реконструкция протекает даже значительно быстрее и не требует повышенной температуры (1 ч при 0°). Но в среде обязательно должны присутствовать тиоловые соединения (типа дитиотреитола), чтобы защитить от окисления ЗН-группы белка. [c.221]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология