способы связи в молекуле белка

После установления того факта, что в состав белков входят только L-формы аминокислот, для дальнейшего изучения строения белка важнейшим стало изучение аминокислотного состава белков, способа связи аминокислот в молекуле белка. Именно этой стороне проблемы строения белка были посвящены многочисленные исследования, выполненные на протяжении первой половины нашего столетия. Поскольку эта сторона дела не имеет прямого отношения к обсуждаемому нами вопросу о пространственном строении белка, мы не будем здесь разбирать ни соответствующих экспериментальных работ, ни предлагавшихся в разное время теорий. [c.588]

Процесс завивки волос, хотя и не имеет никакого биологического значения, служит примером различных способов вмешательства во вторичную и третичную структуры. Водная завивка использует свойство воды пропитывать белковую ткань, которая размягчается за счет разрушения водородных связей между амидными группами в белке и образования новых водородных связей с молекулами воды. При высушивании вновь образуются водородные связи внутри белка, который за счет этого сохраняет задаваемую форму. При перманентной химической завивке сходный результат достигается другим путем. Сначала дисульфидные мостики белка восстанавливают до тиольных групп с помощью специальной жидкости, после чего проводят окисление с образованием в новом направлении дисульфидных связей, закрепляющих нужную форму волос. [c.303]

Способы связи аминокислот в молекуле белка [c.27]

Водородные связи играют гораздо более важную роль для живых систем, чем можно предположить только по структуре воды. Они лежат в основе главного способа связывания белковых молекул, о котором будет рассказано в гл. 21. Без таких связей между атомами кислорода карбонильных групп и атомами водорода аминогрупп не могли бы надлежащим образом возникать спиральные полипептидные цепи, образующие молекулы белков. [c.621]

СПОСОБЫ СВЯЗИ АМИНОКИСЛОТ в МОЛЕКУЛЕ БЕЛКА [c.35]

Однако, если не позаботиться о том, чтобы все определяемое вещество в пробе было в свободном виде, тогда предварительная обработка (или хранение) пробы может существенно влиять на результат. Тироксин (Т4) и многие другие малые молекулы почти полностью связаны с белком, ио вытесняются с помощью неэтерифицированных жирных кислот. Поскольку эти жирные кислоты образуются при хранении пробы из-за воздействия липаз, то определение тироксина может стать скорее способом оценки возраста пробы, чем уровня определимого вещества. [c.602]

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]

Молекула белка, состоящая более чем из двух полипептидных цепей, может ступенчато диссоциировать на компоненты. Продукт диссоциации, который содержит по крайней мере две полипептидные цепи, называется субъединицей. Сами полипептидные цепи в свою очередь состоят исключительно из аминокислотных остатков, соединенных друг с другом пептидными связями. Таким образом, молекула белка, состоящая из нескольких полипептидных цепей, может диссоциировать тремя способами [c.390]

Из перечисленных выше элементов введение изотопов серы и фосфора в белок сопряжено со значительными изменениями в молекуле белка [98]. Введение трития методом обмена связано со значительным облучением и инактивацией антител. Способ введения трития методом химического синтеза описан для аминокислот [99, 100], и до настоящего времени в литературе нет сообщений о применении его к белковым препаратам. [c.514]

Воду, молекулы которой своими электрическими зарядами прочно связаны с молекулами белка и другими составными частями продукта, называют связанной водой. Температура замерзания этой воды понижается по мере приближения ее слоя к белковой молекуле и может достигать —40° и даже еще более низкой температуры. Связанная вода, тем или иным способом выделенная из клетки, ею не поглощается и остается вне клетки в свободном состоянии. [c.16]

Вспомним, что молекула белка построена из аминокислот, связанных друг с другом пептидной связью. Этим путем образуется пептидная цепь, которая может содержать несколько сотен аминокислотных остатков. Многие из этих остатков имеют в своих боковых цепях гидрофильные группы. В природной молекуле белка пептидная цепь свернута определенным еще неизвестным способом, давая в большинстве случаев молекулу с низкой степенью асимметрии. Это свертывание пептидной цепи происходит, однако, таким образом, что полярные группы цепи остаются открытыми. Вероятно, пептидные связи, по крайней мере частично, также открыты. Поэтому в молекуле белка имеются два типа гидрофильных центров 1) полярные боковые цепи, [c.273]

Методы, оправдавшие себя в отношении инсулина, а также и некоторые новые методы уже применяются для изучения более крупных белковых молекул. Среди новых есть перспективные методы отщепления аминокислот от пептидной цепочки по одной. Ясно, что это более эффективный способ, чем обычный гидролиз. Развитие таких исследований будет ускоряться по мере того, как все больше биохимиков будет обращаться к изучению интереснейшей проблемы — связи структуры белков с их физиологической функцией. [c.102]

ИЗ цепей ДНК дефектна (например, содержит тиминовый димер или АР-сайт), а комплементарная цепь не могла быть синтезирована из-за дефекта в матрице и поэтому напротив поврежденного участка остается незастроенная брешь (см. рис. 47). Единственный способ безошибочной репарации такого повреждения — это использовать в качестве эталона второй полученный при репликации дуплекс ДНК. т. е. использовать рекомбинацию для репарации повреждения. У Е.соН эту задачу способен выполнить Re A-белок вместе с ферментами репарации. Для НесА-белка одноцепочечный участок двуспиральной молекулы ДНК, содержащий повреждение, является излюбленным участком связывания. Связавшись с таким местом, Re A-6e-лок вовлекает его в рекомбинационное взаимодействие с гомологичным неповрежденным дуплексом, причем как разорванная, так и поврежденная цепи ДНК оказываются спаренными с неповрежденными комплементарными цепями, что позволяет их репарацию описанными в предыдущей главе репарационными системами (рис. 62). Таким путем осуществляется пострепликативная, или рекомбинационная, репарация. Аналогичным образом за счет рекомбинации происходит репарация двуцепочечных разрывов ДНК. [c.94]

Первичная структура белков. На рис. 2-1, В показано, что три аминокислоты (аланин — Ала, аспарагиновая кислота — Асп и лейцин — Лей) соединены в следующем порядке — Aлa-A п-Лeй, образуя полипептид. Однако те же самые аминокислоты могут быть соединены шестью различными способами Ала-Асп-Лей, Ала-Лей-Асп, Асп-Ала-Лей, Асп-Лей-Ала, Лей-Ала-Асп, Лей-Асп-Ала. Хотя каждый из трипептидов построен из одних и тех же субъединиц, физические и химические свойства их несколько отличаются, т. е. они представляют собой шесть разных химических соединений. Из четырех разных аминокислот (папример, из трех прежних плюс валин) можно было бы получить 24 тетрапептида. В молекуле белка аминокислоты могут располагаться в любом порядке, причем каждая аминокислота может неоднократно повторяться в цепи. Исходя из этого, легко представить себе, что, хотя во всех белках используются одни и те же субъединицы, число их сочетаний астрономически велико другими словами, возможно создание невероятно большого числа белков, причем каждый будет иметь свойства, хоть немного отличающиеся от свойств других белков. Для многих белков уже известна полная последовательность аминокислот. Аминокислотная последовательность одного из таких белков — гормона инсулина — показана на рис. 2-2. Молекула инсулина состоит из двух полипептидных цепей, одна из которых содержит 30 аминокислот, другая — 21. Обе цепи соединены дисуль-фидными связями. Дисульфидные связи образуются благодаря тому, что в состав аминокислоты цистеина (Цис) входит атом серы и две молекулы цистеина связываются двумя атомами серы (рис. 2-2). [c.20]

В 1 мл набухшего сорбента содержится 2 мг белка А, способ ного связать 20 мг IgG (молекулярная масса белка А вчетверо меньше, чем у IgG, и на одной молекуле белка имеется несколько участков связывания). [c.276]

Простейший способ маркирования белков заключается в прямом замещении в ароматическом кольце тирозина или гистидина. Однако распад радиоактивного нуклида передает молекуле энергию, которая превышает энергию химических связей, и, следовательно, существует опасность разрыва соседних связей и нарушения молекулярной структуры. Таким образом, хотя высокий уровень [c.581]

Большое сходство в химических и физических свойствах между синтетическими полипептидами Фишера и некоторыми белками (протеинами) оказало дальнейшую поддержку предположению, ранее выдвинутому Фишером и независимо от него Хофмейстером в 1902 г. о пептидном строении белков (протеинов). Эта теория предполагала, что молекула белка (протеина) построена только из цепей а-аминокислот (и позже, конечно, были включены а-ими-нокислоты), связанных друг с другом пептидными (амидными) связями между а-амино- и а-карбоксильными группами [см. формулу (1)].Сам Фишер учел, что возможны и другие способы соединения между аминокислотами в молекуле белка (протеина) и добавил к имеющимся сомнениям вопросы о размере и сложности природных белков, что вызвало в период 1920—1940 гг. различные предположения [3] об альтернативных способах связи между остатками аминокислот. Сэнджер [4] писал в 1952 г., что самым убедительным доводом в поддержку пептидной теории строения белков (протеинов) в действительности было то, что с 1902 г.— со времени ее возникновения, не были найдены опровергающие ее факты сам Сэнджер привел одно из первых убедительных доказательств этой теории, установив полную структуру белкового гормона инсулина. [c.218]

По мере накопления данных об аминокислотном составе белков возникла проблема о том, каким способом аминокислоты в молекулах белков связаны друг с другом. Эта проблема разрабатывалась с 1888 г. профессором Харьковского университета А. Я. Данилевским (1838—1923), высказавшим предположение, что аминокислоты в белках связаны друг с другом за счет кислотно-амидных связей. Это предположение вскоре было под-твернсдено Э. Фишером, предпринявшим прямой синтез веществ (пептидов) из аминокислот. Полученные продукты Э. Фишер [c.260]

Для контроля за степенью очистки белков чаще применяют метод электрофореза. Большинство авторов в качестве носителя используют гомогенные гели или градиент концентрации акриламида. Основной способ при этом — электрофорез в диссоциирующей среде ДДС-Na соответственно процедуре, которую описал Лэммли [68]. В определенных случаях завершающим приемом при этом являются иммунодиффузия [29, 114] либо иммуноэлектрофорез [17, 80, 118]. При исследовании структуры некоторые авторы прибегают к двумерному электрофорезу. Тогда первая миграция молекул может происходить в гомогенном геле полиакриламида с ДДС-Na или без него во втором направлении молекулы мигрируют в полиакриламидном геле с ДДС-Na в присутствии восстановителей дисульфидных связей (р-меркапто-этанол) [10, 40, 61, 78]. Чтобы охарактеризовать субъединицы легуминов гороха и конских бобов, Матта и др. [77, 78] применяют сочетание ДДС-Na с р-меркаптоэнталом и электрофокусированием. Рестани и др. [92 пользуются этим же способом применительно к глобулинам люпина, а Ху и Еэзен [53] демонстрировали гетерогенность белков сои. Указанные методы с [c.155]

Денатурация представляет собой изменение расположения пептидных цепей в молекуле белка, которое возникает вследствие разрыва ряда слабых связей при действии денатурирующих факторов, т. е. изменение конформации цепей. Компактно уложенные в нативном белке, цепи разворачиваются и снова свертываются, причем в зависимости от способа денатурации и условий среды они могут либо остаться развернутыми, либо принять исходную специфическую конфигурацию (обратимая денатурация), либо свернуться новым способом, образовав новую конфигурацию. Степень депатурационного изменения, естественно, может быть очень различной — от небольших структурных изменений до глубокого изменения архитектоники полипептидных цепей. Денатурацию белков можно предотвратить или значительно ослабить стабилизацией (упрочнением) их макроструктур. [c.35]

Протеолитический фермент, выделенный из культуральной жидкости актиномицета Streptomy es griseus (препарат проназа), способен расщеплять 80—90% связей, имеющихся в молекулах белков, и обладает, несомненно, наиболее широкой специфичностью среди всех известных протеиназ. Он наиболее пригоден для процесса мягчения, и в последнее время его начали применять для тендеризации различных продуктов. В Институте биохимии Академии наук УССР мы разработали новый, очень простой способ производства препаратов типа проназы. Для мягчения, например, мясных продуктов достаточно брать 1—2 г препарата на литр раствора. Если порции сырого мяса продержать в таком растворе 15—20 мин при температуре 30°С, то оно после этого сварится в воде за 30—40 мин необработанное же мясо — за 2—2,5 ч. Ферментированный бифштекс может быть изжарен до [c.294]

Антитела появляются в крови животного не сразу после введения антигена, а через нек-рый латентный период, длительностью от 3 дней до 4—6 недель. Образование антител связано не с превращением уже сформированных молекул белка, а с биосинтезом новых молекул белка специфич. строения. Этот процесс происходит гл. обр. в плазматич. клетках селезенки, легких, лимфатич. желез, костного мозга. Антитела образуются в микросомах клеток и затем быстро транспортируются в окружающую клетки среду. Интенсивность и продолжительность биосинтеза антител варьируют в зависимости от природы антигена, способа его введения и вида животного. Повторное введение многих антигенов вызывает значительно более интенсивный биосинтез антител, чем первичное. Продолжительность образования антител у людей после введения антигена может варьировать от недель до десятков лет. [c.111]

Ранее неоднократно высказывались предположения о возможности существования циклопептидных структур в молекуле белка. По мнению Д. Л. Талмуда, основной единицей белковой структуры является циклопептид ( кольчатая цепь ), состоящий не менее, чем из шести аминокислотных остатков. Образование такой структуры не требует никаких иных связей, кроме пептидной. Важным моментом в образовании такого циклопептида является участие в его стабилизации боковых цепей составляющих его аминокислот. Поскольку синтез такой кольчатой цепи происходит в водном растворе из аминокислот, боковые цепи которых составлены из некоторого количества углеводородных звеньев, весьма важно учитывать их взаимодействие друг с другом, обусловливаемое гидрофобностью. Энергия взаимодействия боковых цепей друг с другом, рассчитанная Л. Полингом для инсулина (из расчета, что молекула инсулина состоит из 288 аминокислотных остатков), была приблизительно равна 600 ккал1моль. Взаимодействие гидрофобных групп боковых цепей циклопептида, по-Д. Л. Талмуду, должно привести к тому, что все боковые группы окажутся по одну сторону от плоскости сечения кольчатой цепи. Это служило возможным объяснением одного из самых труднообъяснимых свойств белка, а именно построения его из аминокислот одной и той же оптической конфигурации ( -формы). Только при правильном чередовании О- и 1-изомеров аминокислот можно было бы представить себе другой способ построения аналогичного циклопептида, но в этом случае в гидролизатах находилось бы значительное количество )-аминокислот, чего на самом деле не отмечено до настоящего времени. Если же аминокислоты разной оптической конфигурации расположить по одну сторону полипептидной [c.120]

Кроме того, определением концевых групп (амино- и карбоксильных) по способу Зангера [25], Фромажо [26] и Чибнэлла и Риса [27] устанавливается максимальное число открытых пептидных цепей,. входящих в состав молекулы белка. Этот метод анализа в настоящее время ие может привести к однозначным результатам в связи с известными (а также возможными) случаями наличия циклических пептидных цепей в большом числе полипептидов и белков (грамицидин [28], яичный альбумин [29], тропомиозин и миозин [30]). [c.212]

Четвертой, не упомянутой выше, но приобретающей в последнее время все больший интерес, задачей, разрешаемой при помощи химического изменения белков, является применение его в качестве вспомогательного средства при исследовании порядка чередования аминокислотных остатков. и определения концевых групп в белках. Работа в этом направлении была существенно облегчена введением метода Зангера [9] и весьма широко проводится английскими биохимиками. Новый способ отличается от обычного способа приготовления белковых производных или измененных белков тем, что полученные соединения гидролизуют и образующиеся производные аминокислот изолируют. Часто этим способом исследуют структуру не только нативных белков, но и продуктов неполного ферментативного или кислотного гидролиза, а также структуру продуктов частичного окисления. При разрыве поперечных цистиновых связей (—S—S—) путем окисления до остатка цистеиновой кислоты (—SO3H), которое также было введено Зангером [10], молекула белка распадается на отдельные полипептидные цепи. Тристрам [11] (статья III) и Фокс [12] произвели оценку точности аналитических результатов этого важного исследования. [c.270]

Имеющиеся совершенно бесспорные доказательства присутствия цистина в белках были суммированы в книге Александера и Гудзона [252 ] и кратко сводятся к следующим а) цистин выделен из гидролизатов белков [3] б) были исследованы возможные способы связи цистина в молекулах белка, ниже приведены формулы, изображающие возможные типы цистинсодержащих участков молекул белков, причем первая из этих формул представляется наиболее обоснованной, так как она получила наибольшие подтверждения [252] в) известны такие превращения натив- [c.398]

Мукопротеины тина хондропротеинов были найдены не только в хрящах, но также и в сухожилиях, стенках аорты и склере. По поводу тина связи между хондроитинсульфатом и белком, Левин писал Определить способ связи между углеводом и белком просто. Щелочь, слишком слабая, чтобы вызвать расщепление белковой молекулы или углеводного остатка, вызывает разрушение связи между белком и углеводным фрагментом. Поэтому простейшее допущение состоит в том, что в природе соединение осуществляется посредством сложноэфирной связи . Важным вкладом Левина в химию мукопротеинов была его фундаментальная работа о гексоз-аминах. [c.16]

Слабые нековалентные связи определяют, как различные участки одной молекулы располагаются друг относительно друга, кроме того, они определяют, как такая макромолекула взаимодействует с другими молекулами. Однако, как можно видеть в верхней части схемы 3-1, атомы ведут себя как твердые шары определенного радиуса ( вандерваальсов радиус ). Невозможность взаимного перекрывания двух атомов ограничивает число пространственных расположений атомов (или конформаций), которые возможны для каждой полипептидной цепи. В принципе длинная подвижная цепь, такая, как молекула белка, может складываться огромным числом способов, при которых каждая кон-формапия будет иметь разный набор слабых взаимодействий между цепями. Однако на деле большинство клеточных белков стабильно складывается только одним способом в ходе эволюции была отобрана такая последовательность аминокислотных субъединиц, одна конформация которой способна образовывать значительно более благоприятные взаимодействия между цепями, чем любая другая. [c.115]

На практике иммобилизация часто осуществляется одновременно иеск. способами. Так, при фиксации ферментов ковалентными связями между их молекулами н матрицей обычно возникают также нековалентные взаимодействия. Известны способы предварит, хим, модификации молекул фермента низкомол, в-вамн или р-римыми полимерами, имеющими заряженные группировки, что изменяет у таких модифицир. белков электростатич. заряд молекулы и позволяет достаточно прочно сорбировать их на ионообменных смолах. При всех типах иммобилизации матрица, взаимодействуя с ферментом, может инактивировать последний или создавать пространств, затруднения для доступа субстрата к активному центру. При ковалентном связывании фермента для предотвращения отрицат, влияния матрицы между ией и молекулой фермента вводят разобщающую цепь атомов-спейсер (наз. также вставкой или ножкой ). Кроме того, часто стремятся использовать для иммобилизации гидрофильные матрицы, создающие вблизи фермента более естеств, микроокружение. [c.215]

Другой прием ретикуляции основан на использовании ферментов, предварительно ковалентно модифицироваиных реагентом, содержащим двойную связь, например акрилоилхлоридом. В этом случае при сополимеризации белкового макромономера с низкомолекулярными мономерами (например, с акриламидом) образуются сетчатые полимерные гели, сшитые белком или дополнительным сшивающим мономером (например, N. Ы-мети-лен-бис-акриламидом). В рассматриваемой системе исходное состояние — жидкий раствор, а конечное (после полимеризации) — твердое тeJ o (гель), причем, естественно, оно приобретает форму того сосуда (реактора), в котором проводится полимеризация. Целенакравлеиное использование этого явления положено в основу целого ряда оригинальных способов иммобилизации. Сшивкой белка в объеме растворителя (сополимеризацией) получают трехмерный гель (рис. 12, а) в виде крупного однородного блока, который можно механически измельчать и использовать в виде более или менее мелких частиц в суспензиях. Трехмерный гель можно готовить и непосредственно в виде мелких частиц сферической формы путем эмульсионной полимеризации. Эмульсии получают диспергированием водного раствора, содержащего мономеры, в несмешивающемся с водой органическом растворителе. Предельный вариант таких систем — микроэмульсии, или гидратированные обращенные мицеллы поверхностно-активных веществ (ПАВ) в органических растворителях. В мицеллярных системах размеры капелек , содержащих модифицированный фермент и мономеры, можно варьировать и даже получать их близкими к собственным размерам молекул ферментов. Это новое качество иммобилизации — молекулярный уровень. Иными словами, при использовании систем обращенных мицелл ПАВ в органических растворителях, можно обшивать отдельные молекулы фермента полимерной оболочкой заданной толщины, т. е. в полном смысле одеть фермент в рубашку, сшитую по мерке (рис. 12,6). [c.80]

Принято различать четыре структурных уровня в архитектуре белковой молекулы. Первичн( я структура-это просто последовательность аминокислот в белке и локализация дисульфидных мостиков, если таковые имеются. Таким образом, первичная структура представляет собой полное описание ковалентных связей в белке. Вторичная структура образуется в результате сте-рического взаимодействия аминокислотных остатков, расположенных вблизи друг друга в линейной последовательности. Некоторые из этих стерических взаимодействий носят регулярный характер, обусловливая тем самым периодичность структуры. Примерами вторичной структуры могут служить а-спираль, складчатый Р-слой и коллагеновая спираль. Третичная структура обусловлена стерическим взаимодействием аминокислотных остатков, далеко отстоящих друг от друга в линейной последовательности. Следует отметрггь, что различие между вторичной и третичной структурами довольно условно. Белки, содержащие несколько полипептидных цепей, обладают еще одним уровнем структурной организации, а именно четвертичной структурой. Под четвертичной структурой подразумевают способ [c.37]

Для проявления биологической активности некоторые белки должны сначала образовать макрокомплекс, состоящий из нескольких третичных структур белковых субъединиц, которые связаны вторичными валентными силами (ионное притяжение, водородные связи). Подобные способы пространственной организации нескольких полипептидных субъединиц - это четвертичная структура белка, которая определяет степень ассоциации третичных структур в биологически активном материале. Например, белком с четвертичной структурой является гемоглобин, который состоит из четырех субъединиц (клубков) миогло-бина - дэух молекул а-гемоглобина, каждая из которых содержит гем. [c.272]

Метод теоретического анализа использован для расчета пространственного строения природных пептидных антибиотиков, гормонов и их синтетических аналогов, содержащих от 5 до 30 аминокислотных остатков. На основе сопоставления теоретических и опытных данных изучены конформационные возможности олигопептидов. Для апробации физической теории структурной организации пептидов и метода расчета их конформационных возможностей использованы три способа. Первый из них связан с прямым сравнением теоретических и опытных значений геометрических параметров молекул. Во всех случаях, где такое сопоставление оказалось возможным, наблюдалось хорошее количественное согласие результатов теории и опыта. Второй способ имеет вероятностный характер и не требует для оценки достоверности результатов расчета знания экспериментальных фактов. Он основан на выборе для теоретического исследования объектов, расчет которых содержит внутренний, автономный контроль. Такими объектами могут служить пептиды, содержащие остатки цистеина, далеко расположенные друг от друга в цепи и образующие между собой дисульфидные связи. Априорное исследование ряда цистеинсодержащих пептидов, аминокислотные последовательности которых включали от 18 до 36 остатков, автоматически привело к выяснению пространственной сближенности остатков ys, отвечающей правильной системе дисульфидных связей. Наконец, третий способ проверки заключался в сопоставлении данных конформационного анализа белковых фрагментов с геометрией соответствующих участков трехмерной структуры белка, установленной с помощью рентгеноструктурного анализа. И здесь были подтверждены достоверность и высокая точность результатов априорного расчета (см. гл. 8-13). [c.588]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология