Белки локализация воды

В живых организмах протекают различные химические реакции среди которых следует вьщелить окислительно-восстанови-тельные, продуктами этих реакций являются свободные радикалы. Для защиты от разрушительного действия свободных радикалов организмы используют компоненты антиоксидантной защиты в составе которых пероксидаза. Фермент способен катализировать оксидазные, оксигеназные и пероксидазные реакции. Сложное строение пероксидазы полипептидная цепь, гемин, кальций и поверхностные моносахариды, последние защищают апобелок от разрушительного действия свободных радикалов. При этом моносахариды располагаются вдалеке от активного центра и не влияют на каталитические свойства пероксидазы, но способны ориентировать фермент в мембранных структурах клетки и ее органелл. Как представитель гемсодержащих белков, пероксидаза способна катализировать реакции с участием перекиси водорода, восстанавливая последнюю до воды и при этом окисляя различные неорганические и органические соединения. Продуктами ферментативной реакции могут быть свободные радикалы или фермент-субстратный радикальный комплекс, эффективно окисляющий даже медленно окисляемые в индивидуальных реакциях субстраты. Для выполнения разнообразных каталитических функций на поверхности холофермента располагается протяженная субстратсвязывающая площадка, представленная двумя участками, где могут связываться субстраты гидрофобной и гидрофильной природы. Причем в месте локализации гидрофобных субстратов проявляется карбоксильная группа, модификация которой замедляет протекание каталитического процесса. рК этой группы может колебаться в пределах 4,5—5,5. [c.208]

Изучение локализации воды в кристаллах белков методами рентгеновской или нейтронной спектроскопии [c.87]

При локализации метки в наружном водном слое значение Тс составляет 10 -е- 10 ° с (рис. Х.12). Поверхностные слои, в которые входят боковые группы белков и вода в щелях , характеризуются Тс 10 ° -е- 10 с. В более глубоком слое глобулы, где включены внешние полипептидные цепи, стиснутые боковые группы и прочносвязанная вода, Тс повышается до 10 -10 с. Это ясно свидетельствует о замедлении скорости вращения метки по мере ее погружения, что соответствует существованию более плотного ядра глобулы по сравнению с рыхлой опушкой (см. 2 гл. УП). В целом времена корреляции, поддающиеся определению методом спиновых меток, находятся в диапазоне 0,1-300 не, хотя в последние годы интенсивно развиваются методы, позволяющие определять Тс спиновых меток до 10 -10 " с. [c.278]

Поскольку глобулярные белки имеют диаметр около 30 A, боковые цепи не могут располагаться внутри белка без того, чтобы там не находились также полярные амидные и карбонильные группы основной цепи. Однако полярные группы прекрасно сосуществуют с водой, и их локализация во внутренней части без потери свободной энергии возможна, только если они образуют водородные связи. В действительности такие связи наблюдаются для более чем 90% полярных групп, расположенных внутри белка. [c.52]

В этом сообщении очень кратко рассмотрена история представлений и исследований, касающихся воды, обсуждены необычные свойства парциальной молярной сжимаемости гидрофобных веществ в воде и изложены основные результаты исследований локализации молекул воды в кристаллах белков методами рентгеновской и нейтронной спектроскопии. [c.90]

С совершенствованием техники рентгеновской кристаллографии, а также математических и вычислительных процедур стало возможным уточнить данные о локализации молекул воды, полученные с учетом известных ограничений геометрического характера на основании знаний о химическом связывании [4]. Например, в лизоциме было идентифицировано наличие монослоя, соответствующего 150 молекулам воды [5]. Можно считать, что кристаллы белков наполовину представляют собой воду или маточный раствор и в настоящем анализе могут рассматриваться как концентрированные растворы белка. [c.160]

Современный уровень знания деталей конформации белков основан почти исключительно на результатах исследования кристаллов белков методом дифракции рентгеновских лучей. Кристаллы белка всегда содержат 20—80% растворителя (разбавленный буферный раствор, часто с высокими концентрациями солей или органического осадителя), [1]. В то время как локализацию некоторых молекул растворителя можно распознать по наличию дискретных максимумов на картах распределения электронной плотности, рассчитанных из данных рентгенограмм, расположение большинства молекул растворителя таким способом определить нельзя. Ббльшая часть молекул растворителя, по-видимому, обладает очень высокой подвижностью и имеет флуктуирующую структуру, возможно сходную со структурой жидкой воды, в ходе уточнения кристаллографической структуры некоторых малых белков, [2—6] было идентифицировано много дополнительных мест, вблизи которых молекула растворителя находится большую часть времени. Однако, вероятно, потому, что используется по существу лишь статистическое описание, во всех случаях установленная структура растворителя остается неполной. [c.202]

Общие особенности карты и кристаллографически определяемой структуры воды можно подытожить следующим образом. На расстоянии около 1 А от мест кристаллографической локализации молекул воды распределение низших энергий взаимодействия белок — вода находится примерно посредине интервала от -—15 до —10 ккал/моль. В четырех положениях энергия ниже —20 ккал/моль, в трех — между —5 и О, и только в одном положении энергия больше О ккал/моль (имеет положительное значение). Локализацию 17 из 47 молекул воды можно четко установить ло локальному минимуму энергии. Следующие 13 молекул связаны, прямо или косвенно, по крайней мере с одной из этих 17 молекул предположительно с помощью водородных связей. Поэтому представляется очевидным, что в результате взаимодействия их с молекулами белка и с первой группой молекул воды, находящихся в упорядоченном состоянии, образуется дополнительный набор молекул воды с положениями, отвечающими низким значениям энергии. [c.207]

Несомненно, что вода является основной средой, в которой протекает жизнь, и участником, по-видимому, всех процессов жизнедеятельности. Молекулы воды входят в состав большинства белков, в том числе ДНК и РНК, хлорофилла, гемоглобина и др. Однако роль и форма вхождения молекул воды в структуры белков до сих пор остаются в числе нерешенных вопросов молекулярной биологии, что связано с рядом существенных трудностей. Только в последнее время поставлены прямые эксперименты по изучению локализации молекул Н2О на основании дифракции нейтронов и рентгеновских лучей в белках самой простой структуры (коллагене). [c.101]

Таким образом, влияние воды на конформационную энергию пептидов существенно не изменяет мест локализации энергетических минимумов на конформационной карте. Однако при этом может сильно изменяться относительная стабильность отдельных минимумов конформационных участков, что создает, в свою очередь, предпосылки для характерных изменений конформации белка в различных функциональных процессах. [c.238]

ПО фрагменту N—0, при которец воздействие окружения на величину сводится к перераспределению спиновой плотности между атомами N и О и к изменению расщепления между п-и 1с -уровнями (АЕ ) радикала, а воздействие окружения на величину А, — только к смещению спиновой плотности между атомами N и О. Наличие в спектрах ЭПР некоторых растворов второй компоненты указывает на существование комплексов другого типа. Наиболее интересным является тот факт, что пары для спин-меченого САЧ попадают на общую линейную зависимость. МРП лиофилизованного образца (точка 7 на рис. 7) лежит вблизи соответствующих МРП раствора НО-15 в этаноле, а для водного раствора спин-меченого САЧ (точка 8) — вблизи соответствующих МРП раствора НО-15 в водно-глицериновой смеси. Выполнение линейной корреляции для величин и в САЧ свидетельствует, по-видимому, о том, что структуры микроокружения спиновой метки в лиофилизованном САЧ и замороженных растворах радикалов НО-15 и НО-34 в этиловом спирте идентичны. Это может значить, например, что взаимодействия N—О-фрагмента радикала с ОН-групнами лиофилизованного САЧ в месте локализации спиновой меткими с ОН-групнами этилового спирта близки по характеру. При растворении белка в воде радикальный фрагмент спиновой метки сольватируется молекулами аналогично тому, как он сольватируется в водном растворе. Это указывает на относительную свободу спиновой метки НО-15 в САЧ. [c.191]

Вопросы усовершенствования технологии производства каротина из моркови. Интересные исследования в этой области были проведены Б. Савиновым и его учениками (ИОХ АН УССР). Исходя из факта локализации каротина на хромопластах, им было предложено заменить процесс прессования мезги моркови процессом вымывания пластид из клеток интенсивным перемешиванием мезги с водой в суспензионном экстракторе [19]. Им же был разработан метод получения масляных концентратов каротина из влажного белкового коагулята путем применения центробежного смесителя [20]. Разработан метод получения каротина из моркови и тыквы методом термической коагуляции белков в клетке [21, 22], изучены вопросы экстракции каротина в многочленной батарее [23]. К сожалению, эти методы пока не нашли применения. Важное значение в области усовершенствования химии и технологии каротина имела книга Б. Савинова Каротин (изд. АН СССР, 1948 г.). [c.408]

М сахарозе, обрабатывать раствором ЭДТА (Ю " М), а затем разбавить холодной водой, то из них извлекаются белки, связывающие сахара, аминокислоты, ионы металлов и другие вещества. Один из белков с мол. весом 35 ООО специфически связывает галактозу. Локализация связывающих белков в бактериальных клетках точно не установлена Связывающие белки обычно относят к периплазматическим (разд. Г), однако они могут быть непрочно связаны с плазматической мембраной. [c.358]

Глобулярные белки растворимы в воде и разбавленных солевых растворах и обладают шарообразной формой молекулы (эллипсоид вращения). Компактная структура возникает прн определенном сворачивании полипептидной цепи в основе такой структуры, по существу, лежит гидрофобное взаимодействие неполярных боковых цепей аминокислот. Помимо этого во взаимодействии отдельных участков цепн играют роль водородные связи и в некоторой степени ионные связи. Хорошая растворимость глобулярных белков объясняется локализацией иа поверхностн глобулы заряженных аминокислотных остатков, которые, окружая себя гидратной оболочкой, обеспечивают хороший контакт с растворителем. К глобулярным белкам относятся все ферменты и, за исключением структурных, большинство других биологически активных белков. [c.344]

Свойства. Аналог неотетразолия хлористого, отличающийся от него наличием двух метоксильных групп. Кристаллы в виде игл или желтый мелкокристаллический порошок. Температура плавления 245—247°С (с разлож.). Легко растворим в этиловом и метиловом спиртах и хлороформе, растворим в теплой воде, плохо растворим в холодной воде, практически не растворим в ледяной уксусной кислоте, диметилформамиде, ацетоне и диэтиловом эфире. Под действием редуктазных ферментов восстанавливается до диформазана синего цвета, практически нерастворимого в воде, с максимумом светопоглощения при 570 нм, Примене1 ие, В микроскопии для локализации и исследования окислительно-восстановительных ферментов [9, 12, 19] и в качестве витального красителя для определений всхожести семян. В гистохимии для выявления НАД-диафоразы Берстон, 388] и обнаружения 8Н- и 85-групп в тканевых белках [20], В аналитической химии для определения ос-кетостероидов [21] и сахаров. [c.367]

Пигменты в живой клетке, конечно, более иди менее тесно связаны в структуры, заключающие в себе белки, липоиды и каротиноиды (см. главу XIV). Франк и Херцфельд [81] считали, что комплекс двуокись углерода — акцептор (СОд и его промежуточные продукты восстановления, H Og и прочие, также связываются с хлорофиллом (фиг. 20). Однако экстракция акцептора двуокиси углерода из клеток водой и возможная его локализация вне хлоропластов (см. главу VIII) делают невозможной устойчивую связь этого компонента с хлорофиллом. С другой стороны, хлорофилл может ассоциироваться с промежуточными катализаторами X или Y, которые сперва подвергаются фотохимическому гидрированию в фотосинтезе, а затем вызывают восстановление комплекса СОд в темновых реакциях. Окислители-заменители (Од, HNOg) также едва ли непосредственно связываются с хлорофиллом, но могут заменять двуокись углерода или комплекс СОд при кинетических взаимодействиях с восстановленным промежуточным продуктом НХ. [c.552]

За последние 20 лет изучение воды испытывает взрывное развитие, включая публикации тысяч статей и нескольких книг, наиболее значительной из которых является исчерпывающий труд в 6-ти томах, изданных Франксом [5]. Д-р Мак-Кензи и автор этой статьи начали обзор современного состояния наших знаний о воде, в особенности о ее отношении к белкам. Первая часть этого исследования была опубликована [6] сейчас мы работаем над второй и заключительной частями. Мы не пишем отчета о наших собственных оригинальных исследованиях, и я оставил работу в лаборатории несколько лет назад, но мы надеемся обрисовать перспективы изучения некоторых аспектов водно-белковых систем, которые давно нас интересуют. Здесь я коротко остановлюсь только на двух вопросах 1) на гидрофобных взаимодействиях, ставших очевидными совсем нед авно и не привлекших еще того внимания, которого они заслуживают, и 2) на некоторых аспектах локализации и подвижности молекул воды в кристаллах белков и (как следствие) в растворах. [c.82]

Эти дифракционные методы до настоящего времени являются единственным способом изучения локализации молекул воды на поверхности и внутри белка. Они изобилуют ошибками, и данные часто неправильно интерпретируют даже тогда, когда экспериментальная работа выполнена тщательно. Финней [23] недавно сделал исчерпывающий и ясный обзор данных в этой области, подчеркнув факторы, влияющие на стабильность или нестабильность структуры нативного белка и роль воды в стабилизации структуры. Я здесь сделаю несколько комментариев. [c.87]

В настоящей статье описано моделирование взаимодействий белок — растворитель в кристалле ИТПЖБ, в результате которых молекулы воды быстро перераспределяются по всему доступному пространству между молекулами белка. Вероятность того, что большое перемещение молекулы окажется энергетически допустимым, повышается не пересчетом этих перемещений к положениям, ивбранным всецело случайно. Вместо этого просчитываются большие перескоки только в положения, которые энергетически относительно выгодны. Перечень таких положений сохраняется в форме координат набора воображаемых молекул воды, которые занимают изменяющиеся и одновременно энергетически выгодные положения в системе, но которые в свою очередь не влияют на конфигурацию системы. Положения воображаемых молекул воды подбираются с помощью как малых, так и больших перемещений. Локализации реальных молекул воды устанавливаются с помощью как малых, так и больших перемещений и путем обмена по закону случая взаимных положений реальных и воображаемых молекул воды. [c.210]

В.И. Лим осуществил стереохимическое исследование структуры глобулярных белков и предложил правила локализации а-сшфальных и -структурных участков [95, 96]. Он исходил из предположения, что подавляющее большинство неполярных боковых цепей составляет гидрофобное ядро, а полярных — внешнюю оболочку глобулы, экранируя гидрофобное ядро от контактов с водой. Аминокислотные последовательности белков разбиваются на четыре группы, которым приписывается различная роль в образовании вторичных и третичных структур. В первую группу включены участки, состоящие целиком из гидрофобных остатков. Предполагается, что они должны находиться внутри глобулы и образовывать преимущественно а-спирали, а также -структуры. Вторую группу составляют участки исключительно из гидрофильных остатков. По мнению Лима, они не могут закручиваться [c.256]

На основании данных по экстракции ацетилхолина из нервной ткани предполагается, что он находится в ЦНС в трех фор-мах свободной, которая составляет. 25% от обп его количества АХ, мбвдьшсвязанной, легко экстрагируемой водой, и прочно связанной. с белками. Эти три формы имеют различную локализацию свободный АХ находится во внеклеточном пространстве, лабильносвязанный — в цитоплазме, а прочносвязанный — в синаптических везикулах. Роль везикул сводится к синтезу, хранению и секреции АХ. [c.214]

Четыре аминокислоты, встречающиеся в белках, обладают полярными неионными К-группами. Среди них аспарагин (р-амид аспарагиновой кислоты), глутамин (у-амид глутаминовой кислоты), серии и треонин (алифатические аминокислоты, содержащие р-гидроксидную группу). Кислотный и щелочной гидролиз белков приводит к выделению аммиака, образующегося из р- и у-амидов аспарагиновой и глутаминовой кислот соответственно. Четыре перечисленные аминокислоты достаточно полярны для того, чтобы их К-группы располагались на поверхности белка, сольватирован-ной водой, или, в случае локализации внутри глобулы, образовывали водородные связи с другими полярными группами [c.107]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология