Аминокислоты синтез с помощью ферментов

Синтез аминокислот с помощью ферментов [c.151]

Синтез и расщепление белков, в организмах растений, животных и микроорганизмов происходит с помощью ферментов. Каждой аминокислоте соответствует свой фермент, который привязывает к растущей молекуле пептида или белка только одну конкретную аминокислоту. [c.723]

В отличие от приведенного примера, когда на поверхности полимера была сначала зафиксирована Ы-защищенная С-концевая а-аминокисло-та, при твердофазном методе синтеза возможно также сначала нанести на поверхность полимера активированную Ы-концевую а-аминокислоту и вести процесс пептидного синтеза с последующими активированными а-аминокислотами. С помощью твердофазного метода синтеза на носителях в 1969 г. в течение нескольких недель удалось осуществить полный синтез фермента рибонуклеазы, насчитывающего 124 а-аминокислотных остатка. [c.655]

Сеть всегда замыкается. Разветвление сети также ясно видно. Данный фермент содержит весь набор аминокислот, большая часть которых производится в клетке при помощи других специфичных ферментов. Так синтез одного фермента косвенно зависит от сочетания результатов действия многих других. Продукты функционирования одного фермента могут, наоборот, служить нуждам целого множества других. [c.526]

Аминокислоты можно получать химическим синтезом, гидролизом природных белков, микробиологическим синтезом и трансформацией предшественников аминокислот с помощью микроорганизмов или ферментов, выделенных из них. [c.6]

Помимо фотосинтеза в хлоропластах осуществляется много других биосинтетических процессов. Например, все жирные кислоты клетки и ряд аминокислот образуются с помощью ферментов, находящихся в строме. Кроме того, в хлоропластах происходит восстаповлепие нитрита (NO2 ) ло аммиака (NH ) за счет энергии электронов, активированных светом в растениях этот аммиак служит источником азота для синтеза аминокислот и нуклеотидов. Таким образом, значение хлоропластов для метаболизма растений и водорослей не ограничивается их ролью в фотосинтезе. [c.476]

Если проанализировать все проведенные синтезы Меррифилда (табл. 2-9), то станет ясно, что это в основном работы в период между 1968 и 1972 гг. В это время во многих новых лабораториях — а их количество в США со времени опубликования концепции Меррифилда увеличилось в десять раз — начали проводить синтезы пептидов на носителях, чему в значительной степени способствовала коммерческая доступность синтезаторов. Очевидно, разочаровывающие результаты при попытках синтеза белков привели к реалистической оценке возможностей метода. Попытка синтеза лизо-цима привела, например, к смеси полипептидов, которая обладала 0,5—1% специфической активности [455]. Гораздо успешнее был синтез рибонуклеазы А [449], хотя и в этом случае выход составлял всего 16%. На этом ферменте с помощью твердофазной техники проведено интересное изучение взаимосвязи строения и активности [467]. Несомненно, что биологическая активность не является критерием гладкого течения твердофазного синтеза. Синтез белка, состоящего из 188 аминокислот, который сначала считали гормоном роста человека, дал смесь белков с заметной биологической активностью. Несколько позднее было, однако, показано, что положенная в основу синтеза первичная структура не подтвердилась [453, 468]. Синтез длинноцепочечных пептидов и белков по методу Меррифилда в настоящее время и в обозримом будущем уже не может отвечать тем высоким требованиям, которые предъявляются к синтезу биологически активных соединений. [c.193]

Линейный набор стандартных элементов со стандартными связями. Белковые ферменты возникли по чрезвычайно простой организационной схеме. Аминокислотная последовательность полипептидной цепи белка есть коллинеарное и единственное представление нуклеотидной последовательности исходной нуклеиновой кислоты. Три соседних нуклеотида кодируют одну аминокислоту (рис. 1.5, б). Таким образом, полипептиды сходны с нуклеиновыми кислотами в том, что это линейные цепные молекулы, построенные из стандартных элементов с одной стандартной связью.. Это обеспечивает простое и универсальное считывание с нуклеиновых кислот в процессе синтеза полипептидов. Простота линейных систем широко используется, в частности, в электронно-вычислительной технике, где хранение и вызов информации обычно осуществляются с помощью одномерных блоков, записанных в стандартней форме на линейных носителях, например магнитных лентах. [c.12]

РНК можно также синтезировать с помощью фермента из соответствующих нуклеотидов, вводя в качестве затравки ДНК. Таким образом, в структуре нуклеиновых кислот зашифрована или, как принято говорить, закодирована специфичность последовательности аминокислот в белке, причем этот код заложен, как было показано в последнее время Криком, Ниреибергом и Очоа, в последовательности оснований в нуклеиновых кислотах. В то же время белок-катализатор сам способствует синтезу нуклеиновых кислот. Белок, ДНК и РНК представляют собой единую систему, опреде. яющую специфичность организма и отдельных его частей и осуществляющую передачу наследственных признаков организма. [c.365]

Для полного воссоздания первичной структуры полипептида необходимо идентифицировать аминокислоты, которые входят в состав каждого из фрагментов, получепных в результате неполного гидролиза, и решить, в какой последовательности эти аминокислоты соединяются друг с другом в исходном полипептиде. Один из подходов к решению этой проблемы состоит в том, что проводят полный гидролиз фрагментов, идентифицируют составляющие их аминокислоты, а затем осуществляют химический синтез фрагментов. Другой путь — избирательный гидролиз, при котором от фрагмента отщепляют по одной аминокислоте на каждом этапе, чаще всего при помощи ферментов из подл елудочной железы, так называемых карбоксипептидаз. Эти ферменты способны гидролизовать только С-концевые аминокислоты и, следовательно, постепенно разрушать нептидный фрагмент с С-конца. Нередко достаточно бывает проанализировать различные концентрации аминокислот полученных под действием карбоксипептидазы, которая гидролизовала фрагмент в течение постепенно возрастающих промежутков времени, чтобы получить необходимые данные относительно аминокислотной последовательности. [c.403]

Хотя механизм трансляции отличается высокой точностью, вероятность ошибки в целом выше, чем в случае синтеза молекул ДНК и РНК. Наиболее уязвимый этап — узнавание с помощью фермента аминокислоты соответствующей молекулой тРНК. По имеющимся данным, частота возникновения ошибок на этом этапе порядка 10" , что и определяет, возможно, уровень точности процесса синтеза белка в целом. Однако, как и в случае синтеза РНК, ошибки в процессе трансляции, приводящие к синтезу измененной молекулы белка, не воспроизводятся, если они не закодированы исходно в генетическом материале. [c.143]

Трансляция. Трансляция информации, содержащейся в и-РНК, заканчивается синтезом специфической белковой молекулы. К полисо-мам, где происходит синтез белка, подвозятся аминокислоты с помощью транспортных РНК (т-РНК). Аминокислоты перед этим активируются с помощью ферментов аминоацил-т-РНК-синтетаз при использовании энергии АТФ [c.95]

ТРАНС-ИЗОМЕРЫ, см. Геометрическая изомерия. ТРАНСКРИПЦИЯ, перенос генетич. информации, с помощью к-рого нуклеотидная последовательность ДНК определяет порядок расположения нуклеотидов в РНК. Осуществляется путем матричного синтеза РНК, последовательность рибонуклеотидов в к-рой комплементарна (см. Нуклеиновые кислоты) последовательности дезоксирибо-нуклеотидов в одной из двух цепей ДНК и гомологична (подобна) их последовательности во второй цепи ДНК. Синтезируется РНК с помощью фермента РНК-полимера-зы из рибонуклеозид-5 -трифосфатов последоват. наращиванием цепи РНК в направлении от 5 - к З -концу. Известна также обратная Т. (синтез ДНК на матрице РНК) — один из этапов репликации РНК-содержащих вирусов. Осуществляется фермеетом РНК-зависимой ДНК-полимеразой (обратная транскриптаза). За открытие обратной Т. Д. Балтимор и X. Темин в 1975 удостоены Нобелевской премии. ТРАНСЛЯЦИЯ, процесс, с помощью к-рого нуклеотидная последовательность матричной РНК (мРНК) определяет расположение аминокислот в синтезируемом белке. Заключит. стадия реализации генетич. кода — перевод 4-буквен- [c.587]

Непосредственному аминированию с помощью ферментов подвергаются кетокарбоновые кислоты — пировиноградная, щавелевоуксусная, а-кето-глютаровая, фумаровая и др., образующиеся в растении при распаде углеводов, в процессе анаэробного дыхания или на первой фазе аэробного дыхания. Прямое аминирование кетокислот аммиаком — основной путь синтеза аминокислот в растениях. Реакция первичного построения аминокислот протекает в две фазы. На первой фазе из аммиака и кетокислоты образуются иминокислота и вода, на второй — иминокислота восстанавливается до ами- [c.182]

Первый этап — активация карбоксильной группы аминокислот с целью последующего образования ею пептидных связей с аминогруппами (реакционная способность карбоксильной и аминогрупп недостаточна для их реагирования без предварительной активации). В органических синтезах карбоксильная группа может быть активирована при превращении ее в хлорангидрид. В живой клетке карбоксильная группа активируется более мягким и эффективным путем при помощи ферментов, специфичных для каждой аминокислоты, взаимодействием Ь-аминокислоты с аденозинтрифосфатом (АТФ). Эта реакция приводит к образованию смешанного ангидрида аминокислоты и аденозинтрифосфата — аминоацил-аденилата, у которого ангидридная связь обладает повышенной энергией (макроэргичес-кая связь). Реакция аденозинтрифосфата с аминокислотой сопровождается отщеплением остатка пирофосфорной кислоты. На этом этапе, по-видимому, происходит отбор Ь-аминокислот вследствие специфичности активирующих ферментов по отношению к аминокислотам, именно Ь-, а не О-ряда. [c.624]

В органическом синтезе Н2О2 применяется в некоторых окислительных реакциях, как например, при синтезах фармацевтических препаратов, красителей. Здесь избыток перекиси также удаляют каталазой или, если перекись образуется в процессе реакции и смещает ее при этом, то при помощи фермента можно осуществить мгновенное удаление Н2О2 из сферы превращения. При синтезе, например а-кетокислот из аминокислот, хороший выход может быть получен только в присутствии каталазы. Разрушение перекиси водорода необходимо и при действии на пищевые продукты различных видов облучений, например света или ионизирующей радиации. В этих случаях перекись образуется в виде промежуточного вещества, вызывающего порчу, обесцве- [c.279]

Роль РНК в белковом синтезе была установлена М. Б. Хог-ландом, М. Стефенсоном, Е. Келлером (Англия). Но еще раньше этого Ф. Крик на основе чисто теоретических соображений сформулировал адапторную гипотезу . Он предположил, что в клетке не происходит прямого взаимодействия между аминокислотами и полинуклеотидными матрицами, а оно осуществляется посредством адапторов — небольших молекул, которые при помощи фермента вступают в соединение с аминокислотой, а затем специфически реагируют с высокомолекулярной матрицей. Исследования М. Хогланда и других отождествили адапторные молекулы, постулированные Ф. Криком с растворимыми РНК, исследование которых к настоящему времени продвинулось далеко вперед. [c.279]

Образование ациладенилатов аминокислот удалось наблюдать при осуществлении с помощью ферментов взаимодействия между аминокислотами и аденозинтрифосфорной кислотой. Аденилаты аминокислот получены также и путем химического синтеза они используются в опытах с изолированными тканями организма для синтеза белков. При сиите.зе белков в опытах вне организма (в срезах тканей, в ферментных растворах) добавление аденилатов аминокислот дает тот же эффект, что и совместное добавление аминокислот и аденозинтрифосфорной кислоты. [c.428]

Помимо фотосинтеза в протопластах осуществляется много других биосинтетических процессов, имеющих важное значение для растительной клетки. Например, все жирные кислоты в клетке образуются с помощью ферментов, находящихся в строме хлоропластов, и при этом используются имеющиеся в строме АТР, КАВРН и углеводы. Кроме того, в хлоропластах происходит восстановление нитрита (N0 ) до аммиака (NHз) за счет энергии электронов, активированных светом в растениях этот аммиак служит источником азота при синтезе аминокислот и нуклеотидов. Таким образом, значение хлоропластов для метаболизма клетки далеко не ограничивается их уникальной ролью в фотосинтезе именно этим и объясняется то, что они обычно занимают значительную часть внутриклеточного пространства (рис. 9-40). [c.47]

Особенно широкие перспективы в использовании ферментов для синтеза различных соединений открываются в связи с разработкой методов их иммобилизации. Основные достоинства иммобилизованных ферментов — возможность неоднократного использования, отсутствие необходимости очистки продукта от катализатора, стабильность при хранении и в процессе использования, возможность вести реакцию в более широком диапазоне физикохимических условий, в непрерывных условиях и т. д. Реализация большого числа процессов трансформации углеводов, стероидов, антибиотиков, аминокислот с помощью иммобилизованных ферментов убедила в экономической перспективности этого метода. Кроме названных выше процессов, имеющих промышленное применение, представляет интерес получение L-аспарагиновой кислоты из фумарата аммония с помощью иммобилизованной в полиакриламидный гель аспартазы Es heri hia oli. Фермент работает непрерывно длительное время (до 8 дней), не снижая активности, и количественно превращает субстрат при концентрации фумарата 0,2 М и скорости протока 0,16 ч . Сравнение [c.538]

Важнейшая особенность метаболизма корня состоит в том, что источником углерода для него служат продукты фотосинтеза, поступающие из надземных органов, которые в основном синтезированы в закончивших рост листьях. Основной транспортной формой ассимилятов служит сахароза (или ее олигомеры с галактозой стахиоза, раффиноза, вербаскоза). В меньшем количестве из надземных частей поступают аминокислоты и некоторые другие органические соединения (например, тиамин). Сахароза — универсальный источник для синтеза всех органических соединений в корне, что показано опытами, в которых изолированные корни длительное время могли расти на минеральной среде, имея источником углерода лишь сахарозу. Очевидно, сахароза обладает определенными преимуществами, которые обусловливают универсальность ее в процессах обмена веществ. Прежде всего ее глюкозный компонент связан с фруктозой и, следовательно, сахароза, не обладая восстанавливающей способностью, остается метаболически инертной, что важно при ее движении по сосудам. Метаболизация сахарозы происходит только с помощью фермента инвертазы, отсутствующей в проводящих пучках и активной в других тканях. [c.265]

Важно уяснить, что именно основания, пуриновые или пиримидиновые, являются носителями генетической информации, подобно тому как боковые цепи аминокислот определяют химические и функциональные свойства аминокислоты. Носитель наследственной информации — молекула ДНК — организована в клетке в структурные единицы — гены. Эти последние в свою очередь локализованы в особых структурах — хромосомах, которые находятся в ядре животных или растительных клеток. Именно ген содержит информацию, определяющую специфический признак цвет глаз и волос, рост, пол и т. д. Однако для описания на молекулярном уровне ген — довольно сложное образование, так как число молекулярных стадий при реализации конкретного признака может быть весьма велико. Отметим, что любой генетический признак реализуется с помощью белкового синтеза (структурного белка либо фермента), и введем понятие более простого элемента — цистрона. Цистрон определяют как часть ДНК, которая несет генетическую информацию (кодирует) о синтезе лищь одной полипептидной цепи. Хромосома содержит много сотен цистронов. Все количество ДНК, содержащееся в клетке, называется геномом. [c.108]

Лабильная связь всегда перпендикулярна плоскости пиридинового кольца, и совокупность ионных, полярных и гидрофобных взаимодействий в ферменте определяет, какой из конформеров будет преобладать. Это легко показать, например, с помощью пью-меновской проекции процесса ферментативного декарбоксилирова-ния. В конформации, необходимой для декарбоксилирования, карбоксильная группа в значительной степени выходит из плоскости конъюгированной системы. Следовательно, специфичность реакции определяется главным образом этой стадией. Так, ферментативное декарбоксилирование аминокислот идет с сохранением конфигурации и обеспечивает, таким образом, синтез оптически чистых а-дейтерированных аминов, если реакцию проводят в тяжелой воде [304]. [c.439]

Высокая прочность клеточных стенок грамположительных н грамотрицательных бактерий обеспечивается наличием структурной сетки, состоящей из аминокислот и сахаров (пептидо-гликан). Полисахаридная цепь образуется из чередующихся фрагментов N-ацетилглюкозамина (NAG) и N-ацетилмурамо-вой кислоты (NAM) (разд. 17.7), связанных 1р—4-связью. Между собой полисахаридные цепи соединяются с помощью разветвленной полипептидной цепи, прикрепляющейся к карбоксильной группе остатка NAM. Похожая на плетеную сумку структура укрепляет изнутри липидную мембрану. Если клетка начинает расти и делиться, то пептидогликан тоже должен растягиваться или видоизменяться. Контроль за синтезом пептидов, образующих стенки новой клетки, осуществляют ферменты, которые и становятся мишенью для р-лактамных антибиотиков. Эти препараты, вероятно, благодаря своей пептидоподобной структуре адсорбируются ферментом и затем ацилируют его активные центры за счет раскрытия р-лактамного цикла, сами превращаясь при этом в неактивные пенициллоиновые кислоты. Повреждения клеточной стенки, возникающие при подавлении активности ферментов, в конце концов приводят к тому, что клетка под действием осмотического давления разрушается. [c.370]

Неоспоримое преимущество этого метода по сравнению с классическими методами синтеза пептидов состоит в том, что ни на одной из стадий он не требует выделения растущей полипептидной цепи. В силу чрезвычайно низкой растворимости аддукт пептида и полимера легко отмывается после каждой реакции от побочных продуктов, растворителей и избытка реагентов без потери пептида, после чего аддукт готов к следующей реакции- В настоящее время метод автоматизирован, и запрограммированные аминокислотные синтезаторы без труда могут присоединить шесть аминокислот к растущей полипептидной цепи за 24 ч. Эти приборы добавляют реактивы в падлен<ащей последовательности, меняют условия реакций, обеспечивают необходимое время реакции, отмывают побочные продукты, после чего начинают всю операцию сначала. При помощи метода ТФСП были синтезированы инсулин и фермент рибонуклеаза, состоящий нз 124 аминокислот. [c.406]

Растворимая ферментная система, ответственная за синтез этого антибиотика, состоит из крупного белка с мол. весом 280 000, который активирует аминокислоты в виде аминоациладенилатов и переносит их на тиоловые группы молекул 4 -фосфопантетеина, ковалентно связанные с ферментом [26, 27]. Таким образом, обеспечивается связывание четырех аминокислот, а именно пролина, валина, орнитина (орнитин см. на рис. 14-2) и лейцина. Активацию фенилаланина обеспечивает другой фермент (мол. вес. 100 000). Формирование полимера инициируется, вероятно, активированным фенилаланином ) и осуществляется аналогично тому, как это имеет место в процессе удлинения цепи жирных кислот (разд. Г,6). Инициация происходит в то время, когда аминогруппа активированного фенилаланина (на втором ферменте) атакует ацильную группу аминоацилтиоэфира, при помощи которой удерживается активированный пролин. Затем свободная иминогруппа пролина атакует активированный валин и т. д., в результате чего образуется пентапептид. После этого две молекулы пентапептида связываются друг с другом, и процесс образования антибиотика завершается замыканием цикла. Последовательность аминокислот в антибиотике строго специфична, и замечательным является тот факт, что эта сравнительно небольшая ферментная система оказывается способной осуществлять все стадии процесса в требуемой последовательности. Аналогичным путем синтезируются также и некоторые другие пептидные антибиотики — тироциди-ны и полимиксины. [c.491]

Наиболее долгоживущим изотопом азота является азот-13 (период полураспада 10 мин). Аминокислоты, содержащие эту метку, синтезированы из NHg с использованием ферментов, иммобилизованных на пористых щариках из кремнезема [75]. Стабильный изотоп азот-15 изучен гораздо лучще реакции одностадийного аминирования дают возможность осуществлять наиболее короткие синтезы. Широко используется восстановительное аминирование а-ке-токислоты как химическими, так и биохимическими методами. С помощью цианоборогидрида натрия в присутствии NHs можно восстановить, например, индолил-З-пировиноградную кислоту в [2- N]триптофан с выходом 23 7о (pH 6—8, в МеОН, 25°С) [76]. Ферментативные синтезы, например превращение 2-оксоглутаровой кислоты в глутаминовую в присутствии NH4 1 и восстановленного фосфата NAD, представляются удобными для синтеза скорее [c.253]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология