Аминокислотные замены

Этот подход имеет два преимушества 1) не нужно в точности знать, какую роль играет тот или иной аминокислотный остаток в функционировании белка 2) поскольку в данном сайте происходят разные аминокислотные замены, могут случайно синтезироваться белки с разнообразными интересными и полезными свойствами. Конечно, если ни один из образующихся белков не обладает нужными свойствами, приходится все начинать сначала, синтезировав новый набор вырожденных праймеров, комплементарных другой области гена. [c.163]

Вариабельные участки (V ) — (V ) представляют собой единичные домены (рис. 117). Аминокислотные замены, обусловливающие структурные отличия, обычно группируются в нескольких так называемых гипервариабельных участках. В нативной молекуле иммуноглобулина V-области легкой и тяжелой цепи соединены так, что их гипервариабельные участки образуют единый активный центр. В настоящее время установлено, что антигенсвязывающий участок образован 20 — 30 аминокислотными остатками вариабельной части каждой цепи. [c.214]

Рис. 12.4. Аминокислотные замены, обнаруженные в шести различных мутантных Р-цепях человеческого гемоглобина А, затрагивающие

Оказалось, что вырожденность генетического кода имеет несомненный биологический смысл, обеспечивая организму ряд преимуществ. В частности, она способствует совершенствованию генома, так как в процессе точечной мутации, вызванной химическими или физическими факторами, возможны различные аминокислотные замены, наиболее ценные из которых отбираются в процессе эволюции. [c.522]

Если рецессивная мутация-это любое изменение в гене, препятствующее образованию активного белка, то в каждом гене может произойти множество таких мутаций, так как многие аминокислотные замены могут суще- [c.18]

Проведенное рассмотрение решения обратной структурной задачи на уровне шейпов и форм основной цепи показывает, что даже простейшие химические модификации пептидной последовательности, такие, как единичная аминокислотная замена, N-метилирование и изменение конфигурации асимметрического центра остатка, могут существенно сказаться на конформационных возможностях молекулы. Благодаря исключению из последующего рассмотрения целого ряда типов пептидного остова, а в каждом типе - форм основной цепи и, следовательно, большого числа конформационных состояний, на этом этапе достигается значительное сужение границ поиска нужной структуры. Особенно важно то обстоятельство, что стерические последствия всех отмеченных изменений химического строения, сделанных по отдельности или в комбинации, можно заранее предвидеть при рассмотрении задачи в общем виде. Кроме того, они имеют универсальный характер, т.е. справедливы для любой аминокислотной последовательности. Перейдем теперь к завершающей стадии решения обратной задачи, требующей строгой количественной оценки влияния химических модификаций на конформационные состояния пептида. [c.555]

Рис. 6-11. Первичная структура бычьего инсулина. Показаны аминокислотные последовательности каждой из двух цепей и поперечные связи, А-цепи в молекулах инсулина человека, свиньи, собаки, кролика и кашалота идентичны. Идентичны также В-цепи инсулинов коровы, свиньи, собаки, козы и лошади. Аминокислотные замены в А-цепи обычно наблюдаются в положениях 8,9 и 10 (выделены красным цветом).

Ф и г. 255. Аминокислотные замены, обнаруженные в различных точках вариабельного участка легкой цепи различных антител человека. [c.521]

Бернет считал, что такое разнообразие вызывается мутациями в определенной линии клеток крови в ходе эмбрионального и постнатального развития животного. После того как была выяснена четвертичная структура и природа изменчивости молекул антител, теория Бернета была перефразирована следующим образом мутации, которые селекционирует антиген, возникают в генах, определяющих структуру легких и тяжелых цепей антител, причем в той части этих генов, которая соответствует вариабельным участкам полипептидных цепей. На фиг. 255 представлены результаты анализа аминокислотной последовательности вариабельного фрагмента легкой цепи у различных молекул антител человека. Видно, что эти данные очень напоминают аминокислотные замены, обнаруженные у мутантов по белку оболочки вируса табачной мозаики (фиг. 217). Легкие цепи отличаются друг от друга по разным положениям полипептидной цепи, и если сопоставить эти различия с таблицей генетического кода (табл. 27), то видно, что все они могут быть объяснены заменами одиночных оснований в триплетах. Таким образом, характер изменчивости первичной структуры белков антител находится в соответствии с мутационной гипотезой Бернета. [c.521]

Эти реакции ведут к простейшим и наиболее понятным тинам мутаций. Если нуклеиновая кислота, несущая такого рода изменение, будет транслирована в определенную последовательность аминокислот, то, исходя из теперь уже хорошо установленного кодового словаря (фиг. 51 табл. 3), нетрудно предсказать, какие аминокислотные замены должны при этом произойти. [c.204]

У мутантов, имеющих более одной аминокислотной замены, замененные аминокислоты никогда не бывают соседними. Правда, известен особый тип мутантов фага Т4, для которых ситуация прямо противоположна, но это специальный случай, и речь о нем пойдет дальше. [c.206]

Почему возникли изменения в коде митохондрий Поскольку значения митохондриальных кодонов проще (по сравнению с общим кодом), это, возможно, говорит об их более примитивной организации. Примером тому служит использование UGA наряду с UGG для кодирования триптофана. Однако возможно и обратное толкование, т.е. что это упрощение было развито в результате особенностей белкового синтеза в митохондриях (см. гл. 7). Существование видоспецифических изменений говорит о большей гибкости механизмов белкового синтеза в митохондриях по сравнению с целым организмом. Система митохондриального белкового синтеза производит не много белков (всего около 10) поэтому проблемы значительных нарушений из-за перекодировки не так остры. Вероятно, измененные кодоны не часто использовались в тех местах, где аминокислотные замены приводили к серьезным повреждениям. [c.62]

ГО полипептида или некоторой его части. Воздействие других мутаций на организм связано с аминокислотными заменами в полипептидной цепи, кодируемой данным мутантным геном (рис. 10.12). Аминокислотные замены могут, в частности, затрагивать и функционально важные аминокислотные остатки, а также вызывать заметные искажения пространственной структуры. В зависимости от того, насколько сильно эти искажения сказываются на структуре функционально важных участков, может наблюдаться снижение и даже полное исчезновение ферментативной или какой-либо иной функциональной активности белка. Мутации, чувствительные к температуре, могут быть связаны с аминокислотными заменами на участке, существенном для стабилизации вторичной и третичной структуры данного белка. Нормальная конфигурация, присущая при пермиссивной температуре мутантным полипептидам этого типа, при переходе в область рестриктивных температур может подвергнуться существенным искажениям. [c.28]

Образующийся полипептид будет отличаться от полипептида дикого типа тремя соседними аминокислотами и иметь последовательность His—Leu—Ile—Ile—His... Если эти аминокислотные замены затронули относительно несущественный с точки зрения функции участок белка (что касается рассматриваемого участка В-цистрона, это действительно так), то образующийся полипептид может проявлять активность белка дикого типа. Рекомбинационное расщепление F 1 и F O позволяет получить матрицу F 1 [c.73]

Как обсуждалось в гл. 13, наследственная информация, заключенная в нуклеотидной последовательности ДНК, сохраняется неизменной благодаря действию сложных метаболических механизмов, обеспечивающих осуществление репликации и репарации. Мутации могут быть результатом ошибки на любом из многочисленных последовательных этапов этих процессов. Мутагенные факторы способны изменять как непосредственно структуру ДНК, так и структуру ферментов, прямо или косвенно участвующих в соответствующих метаболических процессах. Для понимания механизмов мутаций требуется знание нуклеотидной последовательности гена дикого типа и мутантного гена. Без этого невозможно понять связь между изменениями, происходящими в структуре ДНК и действием конкретных факторов или условий среды, вызывающих мутации. Современные методы клонирования генов сделали возможным прямое определение нуклеотидной последовательности ДНК. Однако еще совсем недавно при изучении молекулярной природы мутаций приходилось анализировать аминокислотные замены в белках, синтезируемых мутантными генами, а затем с помощью таблиц генетического кода выявлять изменения в нуклеотидной последовательности. [c.8]

Тем не менее разные сериновые протеиназы имеют совершенно различные функции. Некоторые из аминокислотных замен, обусловивших различия ферментов этой группы, по-видимому, были отобраны в процессе эволюции, потому что привели к изменениям субстратной специфичности и регуляторных свойств белков, что в свою очередь породило все многообразие современных функциональных свойств. Другие аминокислотные замены могли быть нейтральными , т. е. сохранились, потому что не повлияли ни на структуру, ни на функции белка. Поскольку мутирование - процесс случайный, должны были происходить и вредные замены, изменяющие пространственную структуру фермента достаточно сильно, чтобы его инактивировать. Эти измененные варианты были потеряны в процессе эволюции, так как производившие их индивидуальные организмы должны были оказаться в невыгодных условиях и исчезнуть в результате естественного отбора. Поэтому совершенно неудивительно, что клетки содержат целый набор структурно родственных полипептидных цепей, имеющих общих предков, но выполняющих разные функции. [c.147]

Если число различий в аминокислотном составе одного и того же белка у двух разных биологических видов представить как функцию времени, прошедшего с момента дивергенции этих видов, то мы получим прямую линию. Иными словами, чем длиннее период, прошедший с момента дивергенции, тем больше число таких различий. Для удобства наклон прямой может быть охарактеризован через единицу эволюционного времени для данного белка (среднее время, необходимое для того, чтобы в последовательности из 100 аминокислот появилась одна аминокислотная замена). Сделав это для разных белков, мы убедимся в том, что каждый из них характеризуется своей особой скоростью эволюции (рис. 5-30). Поскольку все пары оснований в ДПК подвержены случайным изменениям в равной мере, эти разные скорости отражают различия в вероятности для тех или иных организмов со случайной [c.278]

Коммерческую ценность 2,5-DKG-peдyктaзы можно повысить, если произвести аминокислотные замены, повышающие каталитическую активность фермента и его термостабильность. В то время, когда бьш идентифицирован ген 2,5-DKG-редуктазы, аминокислотные остатки, участвующие в образовании активного центра этого фермента, еще не были установлены. Однако, исходя из данных об аминокислотной последовательности фермента, была воссоздана его вторичная структура, состоящая из восьми тесно расположенных параллельных (З-слоев, перемежающихся восемью а-спиралями, которые соединялись с р-слоями петлями разной длины (рис. 12.5). Такой характер укладки полипептидной цепи был установлен для 17 других ферментов с уже известной кристаллической структурой, и по аналогии с ними были идентифицированы три петли, возможно участвующие в связывании субстрата. С помо- [c.251]

В одном из предварительных экспериментов в растения табака был введен ген фазеолина из фасоли, кодирующий запасной белок, который состоит из самых разных аминокислот. Ген эффективно экспрессировался, а белковый продукт доставлялся в нужный компартмент. Кроме того, специфически изменив in vitro нуклеотидную последовательность генов запасных белков семян, можно было синтезировать белок с нужным аминокислотным составом. Если аминокислотные замены происходят вблизи гипервариабельной области С-концевого участка молеьсулы, то ее структура не нарушается. Правильная укладка цепи остается и при прорастании семян. [c.408]

Необходимо заметить, что понятие монодисперс-ный используется здесь в практическом смысле. Следующее утверждение, хотя оно и звучит слишком категорично, имеет большой смысл монодисперсность в седиментационном анализе означает, что все молекулы обладают одинаковыми седиментационными свойствами . Не следует думать, что при помощи ультрацентрифугирования можно обнаружить полидисперсность по тому или иному признаку, влияние которого на седиментацию ничтожно, такому, как степень амидирования остатков глутаминовой кислоты или аминокислотные замены. Для обнаружения полидисперсности такого типа существуют другие методы (электрофорез в геле, метод пептидных карт [1]). [c.202]

На рисунке он обозначен символом АцСер. Под некоторыми аминокислотами полипептидной цепи указаны аминокислотные замены, обнаруженные у большого количества мутантных штаммов вируса. В некоторых случаях у разных мутантных штаммов была выявлена одна и та же аминокислотная замена число таких случаев указывается цифрами в скобках). В других случаях одна аминокислота дикого типа может быть заменена в разных штаммах разными аминокислотами. [c.435]

Рассмотрим пример схемы аминокислотных замен для мутаций, индуцированных азотистой кислотой. Согласно химическим правилам мутагенного действия азотистой кислоты, рассмотренным в гл. XIII, любая вызванная ею аминокислотная замена возникает в результате транзиции А->-Г или Ц- -У в кодоне информационной РНК, кодирующей белок мутантного вируса. У различных мутантов по белку ВТМ,[индуцированных азотистой кислотой, обнаружены следующие замены [c.435]

Был получен Pho мутант Е. oti (дефектный по щелочной фосфатазе), содержащий ат-мутацию гене Phok. Из этого мутанта был получен набор Pho ревертантов, у которых восстановленне активности щелочной фосфатазы не было связано с действием супрессоров. Анализ аминокислотной последовательности белка щелочной фосфатазы этих ревертантов показал, что они содержат различные аминокислотные замены, показанные на схеме в том месте полипептидной цепи, где в белке дикого-типа находится остаток триптофана. Для каждой аминокислоты указаны ее кодоны-синонимы подчеркнуты те из них, которые связаны с УАГ одиночной заменой основания. Очевидно, что УАГ является единственным триплетом, из которого в результате одиночных замен может возникнуть хотя бы по одному кодону для каждой из семи аминокислот, обнаруженных в ревертантах. [c.456]

Как показал анализ мутаций, роль этих кодонов in vivo отличается от роли всех остальных кодонов. Точковую мутацию, которая приводит к изменению триплета на кодон для другой аминокислоты, называют миссенс-мутацией. Влияние такой мутации на белок зависит от природы аминокислотной замены. [c.61]

К аргинин-богатым относятся два вида гистонов НЗ и Н4. Они принадлежат к наиболее консервативным из всех известных белков. Аминокислотные последовательности этих белков идентичны даже у таких удаленных видов, как корова и горох. В гистонах НЗ и Н4 других видов обнаружены только редкие аминокислотные замены. Консервативность целой последовательности говорит о том, что все ее аминокислоты имеют существенное значение для вьшолнения функции белка. По логике вещей эта функция должна быть одинаковой у огромного большинства различных видов, что свидетельствует в пользу концепции об общей основе для структуры хроматина. [c.359]

Гемоглобин А, представляющий собой основной тип гемоглобина у взрослого человека, состоит из четырех полипептидных цепей-двух идентичных а-цепей и двух идентичных Р-цепей ( гРг). В 1957 г. Вернон Ингрэм показал, что нормальный и серповидноклеточный гемоглобины содержат одинаковые а-цепи, но различные р-цепи. В щестом положении Р-цепи нормального гемоглобина находится остаток глутаминовой кислоты, у серповидноклеточного гемоглобина он заменен на остаток валина (рис. 10.12). В данном случае различия между нормальным и мутантным аллельными вариантами являются следствием единственной аминокислотной замены в соответствующем белке. Таким образом, ста- [c.19]

Многие белки представляют собой олигомеры, т. е. состоят из двух или нескольких идентичных полипептидных цепей, взаимодействующих между собой с образованием функционально активной четвертичной белковой структуры. В простейшем случае это-димер (аг), состоящий из двух одинаковых субъединиц (а). Это обстоятельство может осложнять комплементационный анализ мутантных структурных генов, кодирующих такие белки. Ранее при обсуждении опытов по комплементации мы исходили из того, что комплементация невозможна при наличии в диплоиде двух гетероаллельных мутаций, вызывающих различные аминокислотные замены, каждая из которых независимо инактивирует соответствующий полипептид (см. главу 6). Для примера рассмотрим случай, когда оба мутантных аллеля, т и Ш2, в условиях гомозиготно-сти приводят к некоторому мутантному фенотипу (например, к отсутствию определенной ферментативной активности). На основании сформулированных ранее представлений следовало бы полагать, что поскольку обе мутации затрагивают один и тот же ген, то и двойные гетерозиготы типа т +1 + т также будут иметь мутантный фенотип. В большинстве случаев, в том числе и для генов, кодирующих олигомерные белки, это действительно так. В то же время известно и доста- [c.30]

Заметим, что в положении 234 возможны две аминокислотные замены мутация trpA58 обусловливает замещение Gly-> Asp, а [c.52]

Рис. 12.5. Аминокислотные замены, обнаруженные в последовательности щелочной фосфатазы у ревертантов, полученных из штаммов Е. соН, несущих атЬег-мутацию в гене этого фермента. Исходная amfeer-мутация произошла в кодоне, соответствующем остатку триптофана в ферменте дикого типа (пунктирная стрелка). Показаны все кодоны, которые мог-

Процедура расчетов становится более сложной, когда одновременно рассматривается много современных видов, однако основная идея оценки анагенетических изменений по кладогенетическим остается той же самой. Неизбежная трудность при таком анализе состоит в том, что некоторые аминокислотные замены (скажем, замена лейцина на пролин) маскируются реципрокными, т.е. происходящими в противоположном направлении, заменами (в данном примере заменой пролина на лейцин в том же положении аминокислотной цепи) и потому могут остаться незамеченными. Та же проблема возникает и при анализе нуклеотидных последовательностей ДНК. Здесь мы не будем обсуждать методы, которые применяются для корректировки анализа с внесением поправки на такие скрытые замены. [c.204]

Такого рода определения дают нам всегда сильно заниженные оценки скорости мутирования, так как больщая часть мутаций нарушает функцию данного белка и исчезает из популяции под давлением отбора. Есть, однако, среди изученных белков одно семейство, для которого это возражение почти не имеет силы. Это так называемые фибринопептиды - фрагменты из 20 аминокислотных остатков, отщепляемые от белка фибриногена, когда он при свертывании крови, активируясь, превращается в фибрин. Фибринопептиды не выполняют никакой прямой функции, а потому они толерантны почти ко всем возможным аминокислотным заменам. Анализ фибринопептидов показывает, что белок среднего размера, состоящий из 400 аминокислот, изменяется случайным образом в результате одной аминокислотной замены приблизительно каждые 200000 лет. Позже с разработкой методов определения нуклеотидных последовательностей ДНК (см. разд. 4,6.6), появилась возможность выявить степень сходства нуклеотидных последовательностей ДНК в гомологичных некодирующих участках генома у разных вршов млекопитающих. Полученные таким путем оценки частоты мутаций прекрасно согласуются с теми, какие дает анализ фибронопептидов. [c.277]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология