Определение концентрации центров связывай

Определенные концентрации железа в растениях необходимы как длй нормального развития растений, так и для правильного питания человека и животных. Железо играет чрезвычайно активную роль в жизнедеятельности любых организмов. Оно образует ферменты, катализирующие окислительно-восстано-вительные процессы, комплексы, служащие для переноса электронов, металлопротеины, являющиеся переносчиками кислорода. Так, важнейший фермент, с помощью которого азотфиксирующие организмы связывают молекулярный азот, содержит активный центр, в котором атомы железа и молибдена связаны с атомом серы. Координация молекулы N3 и ее превращение в аммиак в этом ферменте осуществляются по схеме, приведенной в упрощенном виде на рис. 23.5. [c.555]

Появление теории индуцированного соответствия было вызвано необходимостью объяснить некоторые факты, которые не удавалось согласовать с гипотезой ключа и замка. Известно, например, что в определенных ферментативных реакциях часть субстрата переносится на спирт, но не переносится па воду. Согласно гипотезе ключа и замка, следовало бы ожидать, что в отсутствие спирта будет протекать реакция с водой, так как в активном центре почти несомненно должна присутствовать вода (из-за ее высокой концентрации в водных растворах). Поскольку в действительности реакции с водой не наблюдается, можно думать, что спирт, связываясь в активном центре, вызывает какое-то изменение геометрии этого последнего, т. е. его переход в каталитически активную конформацию. Химические данные также указывают на изменение конформации фермента при связывании субстрата. [c.200]

Одну из общих проблем энзимологии составляет выяснение вопроса, почему специфичность ферментативных реакций часто проявляется в максимальных скоростях, т. е. при высоких концентрациях субстрата, при которых фермент насыщен субстратом. Можно было бы ожидать, что специфичность должна проявляться в связывании субстратов, так что плохой субстрат должен слабо связываться с активным центром, но, связавшись, должен реагировать нормально. Модель замка и ключа способна объяснить, почему с активным центром фермента связываются субстраты лишь определенной структуры, однако она не может объяснить специфичность в отношении констант скоростей каталитической стадии, что является характерным свойством ферментов. Наиболее непонятное положение существует для субстратов небольших размеров, которые в состоянии связываться, хотя и непрочно, с активным центром и должны бы были претерпевать превращение. Так, фермент гексокиназа катализирует перенос фосфатной группы от АТФ на воду так же, как на гидроксильную группу специфического акцептора — глюкозы, но скорость реакции с водой составляет всего лишь З-Ю доли скорости реакции с глюкозой [7]. Совершенно очевидно, что вода в состоянии проникнуть в активный центр фермента, так что малая скорость реакции несомненно связана с низкой реакционной способностью воды в области активного центра. Многие другие ферменты, катализирующие перенос групп, эффективно катализируют перенос на специфические гидроксильные акцепторы, но катализируют слабо или не катализируют вообще перенос на воду. [c.228]

В механизме положительной обратной связи в качестве рецепторных белков могут участвовать не только ионные каналы, но и ферменты. Представьте себе, что некий сигнальный лиганд активирует фермент и что две или больше молекул продукта ферментативной реакции вновь связываются с тем же ферментом и еще больше активируют его (рис. 13-40). Количество продукта такого фермента будет расти очень медленно, пока концентрация активирующего лиганда не достигнет пороговой величины, при которой накопится достаточно продукта, чтобы вызвать ускоряющуюся активацию фермента. В этот момент наступит резкое повьппение концентрации продукта ферментативной реакции. Таким образом, клетка может отвечать на постепенное изменение концентрации сигнального лиганда скачкообразным изменением уровня определенного метаболита. Механизм этого типа в принципе относительно прост, так как для реакции на сигнальный лиганд по типу всё или ничего здесь не требуется кооперативного взаимодействия многих центров связывания. [c.281]

Значительный интерес в последнее время приобретают комбинированные депрессоры, включающие поверхностно-активный и полимерный компоненты. Предлагается следующий вариант теоретического обоснования действия комбинированых депрессорных присадок. При понижении температуры наличие молекул поверхностно-активного вещества способствует двум взаимно независимым процессам. Во-первых, возможно образование новых центров кристаллизации, которые активно связывают молекулы кристаллизующихся твердых углеводородов, уменьшая их локальную концентрацию и нарушая налаживание прочных связей между ними. Во-вторых, молекулы поверхностно-активного вещества могут сорбироваться на поверхности растущего кристалла, что приводит к образованию в системе более рыхлых пространственных структур дендритного вида. При отсутствии в системе второго компонента на полимерной основе образующиеся в присутствии поверхностно-активного вещества структуры в определенных нефтях тем не менее склонны к интенсивным взаимодействиям посредством связей кристалл-кристалл, кристалл-ПАВ-кристалл, кристалл-ПАВ-П( В-кристалл. Крупные молекулы полимера создают стерические затруднения для подобных взаимодействий, во всяком случае сдвигают их в область более низких температур, при достижении структурными образованиями в системе размеров, соизмеримых с сосуществующими полимерными молекулами. Введение в рассматриваемые системы только присадок на полимерной основе оказывает некоторое депрессорное действие, однако высокая концентрация частиц кристаллизующейся фазы способствует их интенсивному взаимодействию и росту с образованием прочной структурной сетки, окклюдирующей в некоторой степени молекулы полимера и купирующей тем самым его депрессорное действие. [c.243]

ПМЦ сырых и прокаленных при низких температурах коксов большинство авторов [3, 8] считают разорванные вследствие удаления недококсованных фрагментов химические связи и связывают уменьшение концентрации парамагнитных центров при увеличении температуры термообработки кокса с процессами рекомбинации при формировании кристаллической структуры. В уменьшении ПМЦ коксов определенную роль может играть и взаимодействие с кислородом воздуха. Для этих температур характерен симметричный синглет (рис. 3). [c.110]

АНТИФЕРМЁНТНЫЕ СРЕДСТВА (ингибиторы ферментов), подавляют активность ферментов и увеличивают в результате концентрацию их субстратов в организме. Специфичные А.с.-в-ва белковой природы, взаимодействующие только с определенными ферментами. Механизм этого взаимодействия м, б. конкурентным и неконкурентным. В первом случае препарат связывается с тем же активным центром фермента, что и субстрат. Последний, накапливаясь, начинает реактивировать фермент, вытесняя ингибитор. При неконкурентном механизме препарат фиксируется аллостерич. рецептором и для восстановления ф-цин фермента концентрация субстрата значения не имеет. [c.183]

Степень обратимости адсорбции стрептомицина активированным углем определяется тем, что даже при низких концентрациях в растворе стрептомицин удерживается адсорбентом. Можно было предложить, что на активированном угле имеется некоторое количество активных центров, на лоторых стрептомицин связывается с адсорбентом особенно сильно. В связи с этим была сделана попытка увеличить десорбцию стрептомицина путем многократного использования адсорбента. Из приведенных ниже данных видно, что действительно степень десорбции стрептомицина определенным объемом метанола возрастает при многократном использовании активированного угля для адсорбции стрептомицина. [c.109]

Приведенные выше рассуждения позволяют сделать вывод, что реакция протекает во времени, т. е. чем дольше ингибитор контак-тируется с ферментом, тем глубже торможение активности [70, 76]. Теоретически можно представить, что даже очень слабое антихолинэстеразное вещество может затормозить холинэстеразу на 100/О при достаточно продолжительном контакте. (На практике такие явления чрезвычайно редки [76] из-за одновременного процесса неспецифического фосфорилирования вследствие этого остатки аминокислот, не входящие в активный центр фермента, могут связывать ФОС.) Молярная концентрация ингибитора, вызывающая торможение фермента на 50%, называется ho- Этот параметр, а также величина р/50 (отрицательный десятичный логарифм До) изменяются во времени, поэтому они могут быть определены только при условии, если продолжительность инкубаций известна. Более достоверным параметром для определения силы ингибитора (т. е. его сродства с активными центрами холинэстеразы) является бимолекулярная константа скорости при определенных температуре и pH. Однако параметр ho значительно более распространен в литературе, так как его размерность (молярная концентрация) является более наглядной и облегчает вычисления в уме, а размерность бимолекулярной константы скорости л-моль- -мин-смущает всех своей сугубой химично-стью. В общем продолжительность инкубации, описанная в литературе, не слишком сильно отличается в разных работах (обычно эти различия лежат в пределах 1 час), так как почти всегда весь опыт — приготовление растворов, инкубация и определение активности —-занимает несколько часов. [c.98]

Ионообменную хроматографию белков [20] выполняют на ионообменниках, имеющих гидрофильную матрицу, например на целлюлозе и декстране. Анионообменники, особенно ОЕАЕ-целлюлозу и ОЕАЕ-сефадекс, используют чаще, чем катионооб-менники типа СМ-целлюлозы. Ионообменники на основе целлюлозы имеют открытую сетчатую структуру с ионизованными центрами, легкодоступными для белков. Число ионных связей, образующихся между обменником и белком, зависит не только от используемого материала, но также в большой степени от pH и ионной силы буфера. Эти ионные пары постоянно диссоциируют и образуются вновь, так как ионы элюента конкурируют за центры обмена. Обменники, пригодные для фракционирования белков, имеют низкую плотность зарядов, поэтому число ионных связей между ионитом и отдельными молекулами белка не столь велико, чтобы вообще воспрепятствовать продвижению последних вдоль колонки. Хотя ионные связи постоянно диссоциируют и образуются вновь, в начале хроматографирования белок связывается с ионообменником и не элюируется с колонки. Однако когда концентрация небольших конкурирующих ионов буфера возрастает до такого уровня, что все связи одновременно разрываются, белок начинает двигаться вниз по колонке. Если в процессе разделения используют градиент ионной силы, белок, перемещающийся в стартовой зоне медленнее, чем буфер, элюируется им при увеличении концентрации ионов. Таким образом, элюирующая способность буферного раствора постоянно увеличивается и макромолекула перемещается все быстрее и быстрее. Скорость ее перемещения становится сравнимой со скоростью движения жидкости, когда в элюенте достигается такая концентрация соли, которая эффективно препятствует взаимодействию молекулы белка с обменником. Важное значение в каждом отдельном случае имеет профиль градиента чтобы увеличить разрешение пиков в определенных участках хроматограммы, используемый градиент должен быть сравнительно пологим, но в то же время достаточно крутым в других участках, чтобы избежать уширения пиков. [c.108]

Полимеризацию нри глубоких степенях превращения, как уже указывалось, удобно подразделить на глубокую и гетерофазную. В самом деле, гетерофазную полимеризацию можно рассматривать, по-видимому, как частный случай полимеризации при глубоких степенях превращения вследствие того, что при выделении конденсированной фазы элементарные реакции протекают преимущественно в полимерных частицах, т. е. также в условиях высокой концентрации полимера. Некоторые авторы [77] связывают особенности как глубокой, так и гетерофазной полимеризации со степенью свертывания макромолекулярных клубков и уменьшением ко- Как известно, в растворе макромолекула имеет конфигурацию статистического клубка [23]. Арг1ог1 можно ожидать, что концентрация мономера в клубке отличается от средней концентрации во всем макроскопическом объеме. Размер этих клубков и локальная концентрация мономера в них зависит от термодинамического взаимодействия макромолекулы с растворителем. В хорошем растворителе клубок заполнен на 99—99,9% объема молекулами мономера [78]. С уменьшением растворимости размер клубка и концентрация мономера в нем уменьшаются. При определенной длине цепи и определенных скоростях реакции доступ молекул мономера к реакционному центру, замурованному в мак-ромолекулярном клубке, может быть настолько затруднен, что элементарная реакция контролируется диффузионными факторами, а систему можно рассматривать как микрогетерофазную. В условиях плохой растворимости полимера происходит последующая агрегация макромолекулярных клубков в полимерные частицы диаметром 1000—2000 А. [c.19]

Кантареро и др. [8 ] описали процесс связывания как две последовательные стадии. Вначале молекулы реагента связываются иа первичных центрах на поверхности полистирола. Все молекулы, имеющие сродство к носителю, связываются с ним до тех пор, пока их концентрация не достигнет точки насыщения связывающих центров. Далее будут адсорбироваться в основном молекулы с более высоким сродством к носителю Вторая стадия представляет собой белок-белковые взаимодействия, которые наблюдаются только после того, как концентрация белковых молекул достигнет определенного уровня. Предположение о вторичном связывании основано [c.58]

Простейший тип рН-зависимости скорости ферментативной реакции, наблюдаемый в том случае, когда в процессе ионизации участвует единственная кислая или основная группа, не отличается от общего случая гиперболического ингибирования иди активации, рассмотренного в гл. 4. С формальной точки зрения прохонирование основной группы фермента представляет собой просто частный случай связывания модификатора на особом центре, и поэтому приводить снова алгебраические выкладки для этого простейшего случая нет необходимости. Однако между протонами и другими модификаторами существуют определенные различия, вследствие чего протоны целесообразно рассматривать отдельно от модификаторов другого типа. Прежде всего активность практически всех ферментов зависит от концентрации протонов, и поэтому протон является гораздо более важным модификатором, чем любой другой модификатор. По своим размерам протон гораздо меньше всех химических соединений, и для него отсутствуют стерические ограничения. Это приводит к тому, что многие кинетические явления, невозможные для других модификаторов, для протона распространены весьма широко (например, чистое неконкурентное ингибирование). Концентрация протонов измеряется и контролируется в гораздо большем интервале, нежели при использовании любого другого модификатора, поэтому можно ожидать, что удастся зарегистрировать все вызываемые ими эффекты. Наконец, протоны обычно связываются с многими центрами в молекуле фермента, и для всестороннего анализа -рН-зависимости скорости ферментативной реакции рассмотреть связывание протона только с одним центром, как правило, недостаточно. [c.143]

Пример 16-А, Изменения структуры фермента, вызванные веществами, которые с ним связываются. Спектры КД многих ферментов меняются, когда фермент взаимодействует с субстратом, коферментом или ингибитором. Это можно использовать для исследования процесса связывания. Например, измеряя силу врандения в зависимости от концентрации связанных молекул, можно определить константы связывания. Так как каждая связанная молекула изменяет R на определенную величину, из величины суммарного изменения можно определить число связанных молекул. В тех случаях, когда изменения КД малы, их можно усилить, вводя в активный центр или недалеко от него оптически активный хромофор или хромофор, который становится оптически активным при связывании с белком, и изучая затем изменения КД этого хромофора. Таким путем можно, кроме того, идентифицировать активные центры для этого в различные участки белка вводят хромофор и определяют, в каком участке связывание субстрата оказывает влияние на КД. Методика во многом похожа на метод репортерных групп, применяемый в абсорбци-оиной спектроскопии (гл. 14). Можно предположить следующую ситуацию. В белке имеется 4 гистидина и один из них находится в активном центре. Вводя хромофор (часто с трудом) по соседству с одним из гистидинов, исследуют КД хромофора до и после связывания субстрата. Если пет влияния на спектры КД хромофора, находящегося по соседству с гистидинами 1, 2 и 4, но есть в случае гистидина 3, это может свидетельствовать о присутствии гистидина 3 в активном центре. Отметим, однако, что эти эффекты экспериментально трудно уловить. [c.471]