ЯМР исследование цитохрома

Из известных в настоящее время оксигеназ наиболее широко исследован цитохром Р-450. Показано, что цитохром Р-450, выделенный из микросом, является полиферментной системой, причем каждый фермент имеет индивидуальные физико-химические свойства [7, 172, 173]. Механизм активации молекулярного кислорода для всех известных цитохромов Р-450 принимается один тот же [7, 171, 174, 175]. Схема активации Ог включает шесть стадий [c.49]

Существует несколько способов отделения цитохрома с от митохондрий. Принцип всех этих методов состоит в разрушении внешней мембраны митохондрий с помощью детергентов или гипотонической обработки и экстракции белка солевыми растворами. В настоящей задаче предлагается экстрагировать цитохром с из митохондрий, убедиться в снижении оксидазной активности экстрагированных препаратов и активировать дыхание добавлением цитохрома с. В качестве объекта исследования используются митохондрии печени крысы (получение см. выше). Схематически процесс отделения цитохрома с изображен на рис. 50. [c.419]

Метод ДМВ весьма эффективен и в исследованиях другого гемсодержащего белка — цитохрома с. Цитохром с участвует в переносе электрона в цепи окислительно-восстановительного фосфорилирования и атом Ре гема окисляется и восстанавливается (см. стр. 98). Очевидно, что причины различного [c.449]

Исследования, проведенные с корнями пшеницы [19], а также с растительными митохондриями [17], показывают, что цитохромы присутствуют в приблизительно эквимолярных количествах, хотя часто цитохром а присутствует в меньшем количестве, чем цитохромы бис. Концентрация флавопротеидов приблизительно в 2— 3 раза превышает концентрацию каждого цитохрома. Соотношение концентраций пиридиннуклеотидов и кофермента р и концентраций флавопротеидов и цитохромов у растений не определяли. В митохондриях животных молярное содержание пиридиннуклеотидов обычно превышает молярное содержание флавопротеидов, а концентрация кофермента Р приблизительно равна концентрации НАД. [c.223]

Рис. 6-14. А. Расположение 27 инвариантных остатков в цитохроме с более чем 60 видов, включая млекопитающих, рыб, пресмыкающихся, земноводных, птиц, насекомых и других беспозвоночных, а также растения и грибы. С увеличением числа исследованных цитохромов с число инвариантных остатков может несколько уменьшиться. Б. Основные ветви эволюционного древа, построенного на основе данных о числе аминокислотных замен в молекулах цитохрома с у различных видов. Цифры означают число остатков, по которым цитохром с данной линии организмов отличается от цитохромов с их предков. Кружками отмечены точки эволюционной дивергенции.

Гемоглобин и цитохром с представляют собой белки, характерные для животных разных видов. Рентгенографическое исследование и изучение аминокислотных последовательностей этих белков для различных-организмов позволяют проследить пу -ти их эволюции. [c.262]

Эксперименты описанного типа можно было бы применить и в исследованиях других гемовых белков. Однако следует отметить, что в работах по цитохрому с успеху исследований способствовали данные рентгеноструктурного анализа, хотя результаты, полученные методом ЯМР, и позволили выяснить детали, которые нельзя было непосредственно установить по данным рентгеноструктурного анализа. [c.399]

Цитохром с легко экстрагируется из любой содержаш ей его ткани и может быть просто и быстро очиш,ен. В связи с этим структура цитохрома с изучена гораздо лучше, чем структура других цитохромов. Однако, хотя аминокислотная последовательность цитохрома с из разных тканей детально изучена [66], механизм окисления и восстановления железа в геме остается по существу неизвестным. Проводимые сейчас исследования показывают, что восстановление цитохрома с происходит через предварительное акцептирование электрона белком цитохрома, сопровождающееся изменением третичной структуры белка ([10] и С. Гринвуд, личное сообщение). В цитохроме с гем связан с белком через этиленовые группы колец I и II в положении 2 и 4 соответственно и через серу цистеина. Кроме того, две из шести координационных связей железа в геме замыкаются на имидазольном кольце гистидина [87]. В дыхательной цепи митохондрий цитохром с является субстратом цитохромоксидазы. [c.64]

В заключение мы приведем структурные формулы 4 белков, химическое исследование которых доведено до конца (рис. 3, 4, 5, 6). Структурные формулы еще 4 белков будут выяснены, по-видимому, в течение года (цитохром С, миоглобин, гемоглобин, химотрип- син). [c.32]

Соед., подавляющие Д. (дыхат. яды), выключают энерго обеспечение организма и потому являются быстродействую щими ядами. Классич. дыхат. яды (цианиды, изоцианиды сульфиды, азиды, СО и NO) угнетают концевой фермент дыхат. цепи митохондрий цитохром-с-оксидазу). Эти же соед. угнетают транспорт Oj по организму, связываясь с гемоглобином. Др. важный класс дыхат. ядов - гидрофобные орг. в-ва, часто хиноидной природы, выступающие как антагонисты убихинона (замещенного 1,4-бензохинона), играющего ключевую роль во мн. стадиях переноса электронов по дыхат. цепи. Сильнейшие яды этого класса-токсич. антибиотики (ротенон, пирицидин, антимицин, миксотиа-зол), 2-гептил-4-гидроксихинолин-К-оксид их используют в исследованиях тканевого Д. Способность к умеренному подавлению убихинон-зависимых р-ций в дыхат. цепи свойственна мн. лек. ср-вам (напр., барбитуратам), фунгицидам и пестицидам. [c.125]

Большинству требований филогенетических исследований соответствует цитохром с. в принципе для таких исследований можно использовать многие белки, однако наиболее удобным в этом аспекте оказался митохондриальный цитохром с (рис. 7.8), что было впервые продемонстрировано работами Смита, Марголиаша и Фича [502— 506). Критерии таких исследований и свойства цитохрома с, определившие выбор именно этого белка, перечислены ниже в пунктах а —д. [c.208]

После того как выяснилось, что некоторые ароматические углеводороды являются канцерогенами, началось интенсивное исследование реакции эпоксидирования, катализируемой микросомами печени. Эти клеточные организмы содержат цитохром-Р-450-зависимую моноок-сигеназу, метаболитическая функция которой состоит в окислении активированной двойной связи в оксирановую группу. Поскольку эта [c.210]

Точность собираемой таким путем информации зависит прежде всего от качества кристаллов в больщинстве случаев достигается разрешение не выше 1,5 — 2 нм. Тем не менее метод позволяет делать выводы о пространственной организаци 1 молекулы, особенно для больших белков, состоящих из нескольких субъединиц. Так, например, в ходе исследования трехмерной структуры цитохром-- -редуктазы — фермента системы окислительного фосфорилирова-ния в митохондриях — удалось установить общую форму молекулы ивзаимное расположение ее субъединиц (рис.53). Размер молекулы фермента в перпендикулярном к плоскости мембраны направлении составляет около 15 нм. Центральная часть молекулы, толщиной около 5 нм, погружена в липидный бислой и составляет около 30% всего белка. С одной стороны мембраны участок молекулы фермента (— 50% всего белка) выступает над плоскостью бислоя на 7 нм, с противоположной стороны 20% белка) — на 3 нм. Фермент присутствует в кристалле в виде димеров наиболее сильный контакт между мономерами наблюдается в центре мембраны. [c.103]

Основное внимание мы будем уделять тем белкам, структура которых в ативном состоянии была (расшифровала с 1по мощью рентгеноструктурного анализа лизоциму, рибонуклеазе, миоглоби-ну, гемоглобину и инсулину. Некоторое внимание будет уделено трипсину, химотрипсину и их предшественникам, а также цитохрому, для которых структура известна частично или, по крайней мере, определена последовательность аминокислот. В основном исследования выполнялись с помощью протонного магнитного резонанса, но ограниченное применение в специальных исследованиях получил и ЯМР других ядер ( Р, Р, и др.). [c.348]

На модельной системе [530] был исследован процесс получения водорода из воды с использованием природных и синтетических катализаторов и солнечной радиации в качестве источника энергии. Солнечный свет поглощается мембраной из хлоропласта в качестве катализатора процесс переноса электронов использовали ферредоксин, флаводоксин, цитохром, красители на основе виологена, синтетические кластеры, содержащие Ре — Мо — 5-центры, а в качестве активатора протонов — гидрогеиазу или РЮг. Основная модельная система состояла из мембраны — буферной суспензии изолированного хлоропласта, энзима гидрогеназы и носителя электронов. При освещении такой системы выделяется водород. Скорость и продолжительность выделения водорода зависит от природы хлоропласта и гидрогеназы, содержания кислорода в системе, природы переносчика электронов [530]. [c.345]

Цитохромы, открытые Кейлином (1925 г.), представляют собой ферменты, встречающиеся во всех животных или растительных клетках, способных к дыханию. Подобно дыхательному ферменту, они являются хромопротеидами, содержащими в качестве простетической группы гемины. Они могут существовать в окисленной и в восстановленной форме (содержат Ее + и Ре + соответственно). Исследование спектров показывает, что цитохром представляет собой не индивидуальное вещество, а смесь по крайней мере трех веществ. Лучше всего изучен цитохром с — [c.627]

Принцип этого метода в основном тот же, что и принцип метода, примененного Сенгером для определения последовательности аминокислот в молекуле инсулина. Вначале дыхательную цепь разделяют на фрагменты или механически (методом ультразвука), или путем разрушения липидного цемента детергентами, спиртами или дезоксихолевой кислотой. Затем фрагменты разделяют с помощью ультрацентрифугирования. Определяя химические и ферментные свойства этих фрагментов, можно реконструировать последовательность реакций интактной дыхательной цепи. Этот метод был впервые чрезвычайно успешно применен Грином и его сотрудниками. В целях удобства работу проводили почти исключительно на митохондриях животных. Дыхательная цепь особенно легко поддается расщеплению в некоторых точках, указанных на фиг. 62 буквами. При расщеплении в точке А из дыхательной цепи высвобождаются пиридинпротеиды, образуя фрагмент ( переносящую электрон частицу ), уже не способный окислять промежуточные продукты цикла Кребса, но получивший теперь способность окислять НАД-На (в отличие от интактных митохондрий). Таким образом, при расщеплении в точке А удаляются пиридин-протеиды, необходимые для дегидрирования кислот цикла Кребса, но в то же время открываются участки, пригодные для окисления НАД-Нг. Многочисленные исследования были проведены с так называемой переносящей электрон частицей . Расщепление в точках В Л О приводит к образованию фрагмента, обладающего сукци-нат-цитохром-с-редуктазной активностью, но не активного по отношению к связанным с пиридиннуклеотидами субстратам. Обычно наблюдается хорошее соответствие между ферментативной актив- [c.225]

Глобулярные белки, судя по результатам исследования их формы и размеров, имеют компактно свернутые полипептидные цепи. Рентгеноструктурный анализ миоглобина и других небольших по размерам одноцепочечных белков, таких, как цитохром, с, лизоцим и рибонуклеаза, показывает, что для каждого из этих белков характерна определенная третичная структура, т. е. специфический способ свертывания полипептидной цепи в пространстве. Во всех глобулярньк белках полипептидные цепи очень плотно свернуты, так что внутри молекулы белка если и остается, то лишь немного места для молекул воды. Почти все гидрофобные R-группы скрыты внутри молекулы и экранированы от взаимодействия с водой, большинство же ионных К-групп находится на поверхности в гидратированном состоянии и обращено в сторону [c.221]

Позднейшие исследования показали, что гем можно обнаружить в свободном виде в растительных тканях (в точках роста растения). По мере старения этих клеток в них образуется цитохром и, как замечает Баркрофт, если бы растительные клетки содержали необходимый глобин, то не было бы причин, по которым гемоглобин не мог бы быть широко распространен в растительном мире [c.193]

Изучение [78] окислительного прогоркания жиров в пищевых продуктах, подробно исследованное на примере линолеата, показало, что гемин, гемоглобин и цитохром с являются эффективными катализаторами окисления линолеата при 0°. При этом скорость окисления коллоидального линолеата, а следовательно, и жира новыщается с увеличением содержания гемоглобина (то же относится к гемину и цитохрому с). Энергия [c.105]

В 1969 г. методом рентгеноструктурного анализа структуру цитохрома с удалось существенно уточнить, однако осталась неясной природа одного из двух аксиальных лигандов гемового железа. Другой лиганд был идентифицирован как гистидиновый остаток. При исследовании восстановленного цитохрома с из девяти источников в каждом из них был обнаружен резонансный сигнал, смещенный в сильное поле на 3,3 м. д. от внутреннего стандарта ДСС [(СНз)з51СН2СН2СН2502 Ыа ] [26]. После тщательной калибровки по стандартам было показано, что интенсивность этого пика соответствует трем протонам. В совокупности с малой шириной сигнала это привело к выводу, что резонансная линия обусловлена свободно вращающейся метильной группой. Величина сдвига в сильное поле свидетельствует о том, что метильная группа должна находиться по соседству с гемовым кольцом и вблизи от оси симметрии гема, вдоль которой ожидаются наибольшие сдвиги. Был сделан вывод, что этот резонансный сигнал с химическим сдвигом 3,3 м. д., который, по-видимому, не может быть связан ни с каким из соседних протонов, принадлежит метильной группе метио-нинового остатка, атом серы которого непосредственно связан с железом [26, 27]. Так как метионин уже был идентифицирован как шестой лиганд в кристаллической структуре окисленного цитохрома с, было сделано важное заключение о том, что при переходе от окисленного к восстановленному цитохрому с не происходит изменения состава лигандов гемового железа. [c.397]

Таким же образом неорганическое соединение, апример простой порфириновый комплекс, который может принимать участие в переносе электрона и, возможно, с тем же окислительным потенциалом, что и изолированный цитохром с, может служить моделью цитохрома с, в то время как механизм переноса электрона цитохромом с еще не понятен. Изучение простого порфиринового комплекса может помочь пониманию изолированного цитохрО Ма с. а исследование изолированного цитохрома с в свою очередь может помочь пониманию клеточного цитохрома с. Имея в виду такую перспективу, можно полагать, что модели могут быть полезны на всех уровнях. Конечно, при исследовании моделей необходимо помнить об ограничении, которое представляет аксиому модель системы не является самой системой. Химики-неорганики, так же как и биохимики, могут внести положительный вклад, если будут помнить об этом ограничении, и отрицательный вклад, если они о ем забудут. [c.14]

Сульфидогены (сульфатредукторы), использующие водород, способны активно бороться с кислородом, осуществляя дыхание сульфидогенов (рис. 73). Исследование проводили в плоских анаэробных проточных капиллярах Перфильева. Если к суспензии подвижных анаэробов добавляли пузырек воздуха, то клетки через некоторое время выстраивались на границе зоны диффузии кислорода, образуя вокруг пузырька воздуха на некотором удалении сферу из клеток. Было заметно, что клетки входили в аэробную зону, поворачивали и уплывали обратно. Размер пузырька воздуха постепенно уменьшался, т.е. анаэробы активно поглощали кислород. При этом реакция гремучего газа (Н2 + О2 Н2О) проходила в системе гидрогеназа (поглощающая) + цитохром Сз при наличии молекулярного водорода. [c.99]

Подавление сукциноксидазы-цитохром-с-редуктазы из печени крысы показано на рисунке 4. Основываясь на кинетике процесса и данных исследования ферментов, было предложено, что подавление дыхания 2-хлорэтилметансульфонатом вызвано физическим действием алкилирующего вещества на цепь переноса водорода внутри клетки. [c.182]

Цитохромы представляют собой дыхательные белки, содержащиеся в митохондриях и участвующие в переносе электронов по дыхательной цепи (см. разд. 9.3.5). Цитохром с — один из таких белков, входящий в эту цепь. Это сложный белок, состоящий из железосодержащей простетической группы, окруженной полипептидной цепью из 104—112 аминокислот, в зависимости от вида организма. Современные методы компьютеризованной масс-спектро-метрии позволили установить первичную структуру полипептидной цепи цитохрома с у многих организмов, в том числе у некоторых бактерий, грибов, пшеницы, мухи Скгузотуга, тутового шелкопряда, тунца, пингвина, кенгуру и некоторых приматов. У исследованных таким [c.303]

Исследование поведения сегментированного полиуретана Biomer в водных средах и в имплантированных блоках показало, что деградация полимера начинается с точечной эрозии поверхности [92]. Для этого полимера в эксперименте была показана активность ферментов при биодеструкции, когда полимер распадался в присутствии гидролаз (папаина, а-химотрипсина, трипсина, катепсина С, фицина, бромеаина) и ферментных комплексов из гомогенизата печени кролика, но был устойчив к воздействию коллагеназы, ксантиноксидазы, цитохром-С-оксидазы [93]. В то же время, образцы из этого же материала не подвергались быстрой биодеградации в агрессивной среде острой воспалительной реакции [94]. [c.283]

В химии белка уже достигнут ряд выдающихся результатов. Разработаны современные физико-химические методы исследования аминокислот, пептидов и белков. Установлена первичная структура некоторых белковых ферментов и гормонов, таких, как адренокортикотропный гормон, инсулин, рибонуклеаза, миоглобин, гемоглобин, цитохром с, лизоцим, химотрипсиноген, белок вируса табачной мозаики и других. Успешно развиваются методы синтеза биологически активных белков и пептидов. В 1963 г. осуществлен синтез первого высокомолекулярного белка гормональной природы — инсулина, а в 1969 г. — синтез фермента р1[бонуклеазы (124 аминокислотных остатка). Изучена пространственная структура миоглобина, гемоглобина, лизоцима, химотрипсина, карб-оксипеитидазы А, рибонуклеазы и других белков. Эти достижения помимо их высокой научной ценности имеют громадное практическое значение для медицины, сельского хозяйства и ряда отраслей промышленности. [c.18]

При экспериментальных исследованиях Л. А. Титу-нов и Г, А, Васильева (1963) получили отчетливый эффект от цитохрома С, Авторами было высказано предположение, что терапевтическое действие цитохро- [c.261]

В своих исследованиях А. Ленинджер показал, что два пути окисления НАД Нг отличаются не только местоположением в митохондриях и сопряженностью с фосфорилированием, но и чувствительностью к специфическим ингибиторам переноса электронов. Так, внешний путь, например, резко активирует добавлением цитохрома С (см. рис. 51), в то время как внутренний путь не нуждается в таком активировании, и окисление проходит через внутренний цитохром С митохондрий. Внутренний путь избирательно тормозится аитимицином А, внешний путь оказывается устойчивым к этому ингибитору. [c.373]

Теория А. Н. Баха получила свое дальнейшее развитие в исследованиях О. Варбурга, а затем Кейлина, выявивших наличие в тканях цитохро-моксидазы (Варбург) и цитохромов (Кейлин), участвующих в процессах использования кислорода в организмах, жизнедеятельность которых протекает в аэр эбных условиях. [c.242]

Исследованиями последних лет в значительной мере выяснена роль в процессах дыхания, а также фотосинтеза ферментов, содержащих железо. Здесь необходимо назвать цитохромную систему, основной путь биологического окисления, путь транспорта электронов от разнообразных дыхательных субстратов к кислороду. Установлена ведущая роль этой системы в энергетическом обмене клетки. Процессы окислительного и фотосинтетического фосфорилирования могут осуществляться лишь при непосредственном и непременном участии физиологически активных соединений, включающих железо. Промежуточными переносчиками электронов как в цепи дыхания, окисления дыхательных субстратов, так и восстановления углекислоты в фотосинтезе являются соединения железопорфириновой природы (различные цитохро-мы), а также ряд переносчиков, содержащих железо в негеми-новой форме (ферредоксин, НАД-Н-цитохром-с-редуктаза, ксан-тиноксидаза, сукцинатдегидрогеназа и др.). [c.4]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология