Белки число оборотов

Для проведения седиментометрического анализа кинетически устойчивых систем (золей, растворов ВМВ) с целью определения размеров и массы их частиц недостаточно силы земного тяготения. Последнюю заменяют более значительной центробежной силой центрифуг и ультрацентрифуг. Идея этого метода принадлежит А. В. Думанскому (1912), который впервые применил центрифугу для осаждения коллоидных частиц. Затем Т. Сведберг разработал специальные центрифуги с огромным числом оборотов, названные ультрацентрифугами. В них развивается центробежная сила свыше 250 ООО Современная ультрацентрифуга представляет собой сложный аппарат, центральной частью которого является ротор (с частотой вращения 60 000 об/мин и выше), с тончайшей регулировкой температуры и оптической системой контроля за процессом осаждения. Кюветы для исследуемых растворов вмещают всего 0,5 мл раствора. В ультрацентрифуге оседают не только частицы тонкодисперсных золей, но и макромолекулы белков и других ВМВ, что позволяет производить определение их молекулярной массы и размеров частиц. Скорость седиментации частиц в ультрацентрифуге рассчитывают также по уравнению (23.9), заменяя в нем g на о) х, где (О — угловая скорость вращения ротора л — расстояние от частицы до оси вращения. [c.378]

Число оборотов можно измерить только для чистых ферментов. Отчасти по этой причине активность фермента чаще выражается в единицах активности на i мг белка (удельная активность). Одна международная единица представляет такое количество фермента, которое-катализирует образование I мкмоль продукта в 1 мин при стандартных (обычно оптимальных) условиях. В настоящее время Международный биохимический союз [7] рекомендует новую единицу — катал (кат), представляющую собой количество фермента, которое катализирует превращение 1 моль субстрата в продукт за 1 с. [c.8]

При определении молекулярной массы по методу седиментационного равновесия знание коэффициента диффузии не является необходимым. В этом случае используют более низкое число оборотов. По сравнению с предыдущим методом, для которого необходимо гравитационное поле до 400 ООО g, здесь достаточно центробежной силы, в 10 — 15 тыс. раз превосходящей земное притяжение. Через несколько часов или через несколько суток процесс седиментации и обратной диффузии достигает состояния равновесия, при котором перемещение частиц отсутствует. Измерив градиент концентрации белка от мениска до дна ячейки, можно вычислить его молекулярную массу. Медленное установление равновесия — недостаток метода. Этого можно избежать при проведении определения по Арчибальду. В этом низкоскоростном методе для расчетов можно использовать градиент концентрации, образующийся в измерительной ячейке у мениска жидкости (до отделения белковой зоны). Метод нулевой концентрации в мениске, предложенный в 1964 г., делает возможным достижение седиментационного равновесия при высокой скорости ротора (высокоскоростной метод), в этом случае белковая зона уже отделена от мениска. Это дает возможность сократить время эксперимента до 2 — 4 ч. [c.361]

Крупные успехи, достигнутые за последнее время в химическом синтезе ДНК, открыли перед белковой инженерией принципиально новые возможности конструирование уникальных,, не встречающихся в природе белков. Для этого необходимо и дальнейшее развитие технологии, так чтобы изменение генов методами генетической инженерии приводило к предсказуемым изменениям белков, к улучшению вполне определенных функциональных их характеристик числа оборотов, Км для конкретного субстрата, термостабильности, температурного оптимума,. [c.182]

Изофермент С (разд. 2) присутствует в эритроцитах человека и обезьяны в гораздо меньших количествах, чем изофермент В, однако первый намного активнее [47]. Удельная активность, выраженная в единицах, равных количеству фермента, необходимому для гидратации 1 мкмоля СОг в 1 мин при 25 °С, составляет 44 000 ед./мг белка для В-формы и 1300 000 ед./мг белка для С формы [47]. Последняя цифра соответствует числу оборотов 6-10 с- или 3,б>10 мин-. Это позволяет считать гидратацию СОг карбоангидразой самой быстрой из всех известных ферментативных реакций — факт, который нужно обязательно учитывать при сопоставлении гипотез о механизме действия (см. ниже). [c.613]

При очистке ферментов и выделении их в кристаллическом состоянии сила их действия, естественно, увеличивается. Активность фермента, или единицу фермента, определяют как то количество его, которое при заданных условиях катализирует превращение одного микромоля субстрата в минуту. Микромоль — это одна миллионная часть веса грамм-молекулы вещества. Активность фермента или его удельная активность выражается числом единиц фермента на 1лг белка молекулярная активность выражается числом единиц фермента на 1 микромоль фермента при оптимальной концентрации субстрата. Для сравнения относительной активности разных ферментов используют так называемое число оборотов оно выражается числом молей субстрата, превращаемого одним молем фермента за одну минуту при определенной температуре. Числа оборотов варьируют в пределах приблизительно от 10 ООО до 5 ООО ООО самой высокой активностью обладает фермент ката-лаза. [c.332]

Седиментационное равновесие в отличие от скорости седиментации и диффузии не зависит от формы молекулы, и на получаемые результаты мало влияет сольватация. Для экспериментального определения молекулярного веса этим методом измеряют концентрации 1 и Сг на расстояниях Х1 и Хд от оси вращения ротора после установления равновесия. Для достижения равновесия требуется до нескольких суток, в течение которых температура и число оборотов ротора обязательно должно быть постоянными, что является существенным недостатком метода . Кроме того, в процессе самого опыта нестойкие в растворенном состоянии полимеры (например, белки) могут претерпевать некоторые изменения. [c.413]

Хорошо известны видовые различия первичных последовательностей белков, выполняющих одинаковую функцию. Более того, даже в одном организме имеется несколько различных форм белков, выполняющих одинаковые функции, но на разных этапах развития,—так называемых изоэнзимов. Такие различия первичных последовательностей не препятствуют выполнению основной функции, но обеспечивают количественную разницу параметров таких как константа Михаэлиса, ингибиторная константа, максимальная скорость (или, что то же, число оборотов фермента), скорость переноса и т. д. Эти параметры, в свою очередь, управляют образованием ДС. [c.256]

Хотя макромолекулярные субстраты известны для многих ферментов, при выборе ферментной метки мы отдали предпочтение -галактозидазе. Этот фермент из Е. соИ имеется в продаже, он устойчив, отличается большим числом оборотов при расщеплении хромогенных субстратов удобных для анализа, его можно легко и без потери активности соединять с белками. Кроме того, в сыворотке человека не обнаружены ферменты, обладающие аналогичной активностью при тех же pH, что и -галактозидаза, и способные помешать анализу. [c.104]

Число оборота антипортера довольно мало (около 25 в 1 с). В то же время количество молекул антипортера в мембране очень велико оно составляет от 5 до 12% от общего белка внутренней мембраны. [c.160]

Содержимое колб взбалтывают на ротаторе в течение 1 ч. Затем колбы вынимают из ротатора, открывают пробки и дают раствору суммарных белков отстояться в течение 15 мин. Затем при помощи пипетки из верхней части раствора осторожно отбирают 10 мл и количественно переносят в центрифужные пробирки, помещенные в специальный штатив. Пробирки помечают восковым карандашом, уравновешивают между собой (добавляя буфер с pH 10). Если пользуются центрифугой со свинг-ротором, помещают в центрифугу и центрифугируют 15 мин (время исчисляют с момента выхода ротора центрифуги иа заданное число оборотов). По окончании центрифугирования пробирки помещают в щтатив и пипеткой отбирают 1 мл надосадочной жидкости и переносят в другую чистую стеклянную пробирку. Туда же приливают 9 мл боратного буфера с pH 10, [c.176]

Четкие результаты для большого числа белков, играющих жизненно важную биологическую роль, связанную с их нерастворимостью и механическими свойствами, были получены с помощью дифракции рентгеновских лучей, и эти результаты являются примером раннего использования техники, которая в последующее время была усовершенствована настолько, что с ее помощью были установлены полные структуры ряда кристаллических глобулярных белков. Растянутая или р-форма кератина демонстрирует пример р-слоев как с параллельным, так и с антипараллельным расположением пептидных цепей (см. рис. 23.7.4). Так, в фиброине щелка найдено только параллельное расположение этих цепей с близким к планарному расположением слоев, тогда как в кератине имеет место складчатая структура. Нерастянутая или а-форма кератина является примером а-спирали в ее наиболее компактной форме, в которой пять оборотов правой спирали включают 18 остатков аминокислот — следовательно, система может быть описана как спиральная конформация с шагом в 3,6 остатка. Из рассмотрения молекулярных моделей видно, что предпочтительна правая спиральность, поскольку по сравнению с положением в левой спирали полипептида, образованного из остатков -аминокислот, боковые радикалы в правой спирали располагаются наружу от оси спирали, так что дестабилизирующие отталкивания, затрагивающие, в частности, карбонильные группы, сводятся к минимуму (см. рис. 23.7.3). [c.428]

Возможно, что животные в какой-то мере обладают способностью синтезировать незаменимые аминокислоты. При инкубировании препаратов мозга однодневной мыши в присутствии равномерно меченной С -глюкозы изотопная метка была найдена почти во всех аминокислотах (в том числе и в незаменимых), за исключением пролина и треонина. Исследование скоростей оборота показало, что от 5 до 12% аминокислот в белках мозга были замещены с использованием углерода глюкозы. В аналогичных опытах с тканями печени и кишечника включения изотопа не наблюдали оно не было обнаружено и в опытах с мозгом более взрослых животных. Едва ли молекулы незаменимых аминокислот могут целиком синтезироваться в мозге однодневного животного в эксперименте около 50% радиоактивности было найдено в а-карбоксильных группах аминокислот. Тем не менее эти данные представляют определенный инте- [c.127]

Как и у белков, структуру ДНК можно значительно исказить путем внесения дополнительных супервитков (суперспиралей). Чтобы получить такой эффект, к одному нз концов цепи необходимо приложить крутящий момент. Так, если взять слегка скрученное свободно провисающее резиновое кольцо и закрутить его сильнее (как это делают при подготовке к полету аэромоделей), произойдет положительная суперспирализация. Аналогичная ситуация — образование положительных (или отрицательных) суперспиралей (третичная спирализация) — может иметь место и в ДНК. Суперспирали часто встречаются в кольцевых молекулах ДНК. При закручивании нормального двуспирального комплекса (дуплекса) общее число оборотов а (the winding number) одной нити относительно другой равно числу витков во вторичной структуре р, которое соответствует ненапряженному спиральному дуплексу (т. е. структуре Уотсона — Крика), плюс число супервитков t [c.139]

Для выражения активности в практической работе с ферментами часто пользуются произвольными понятиями удельной и молярной активности. Удельную активность фермента принято выражать числом единиц ферментативной активности на 1 мг белка (или числом каталов на 1 кг активного белка). Количество молекул субстрата, подвергающихся превращению одной молекулой фермента в продукт в процессе реакции в единицу времени при полном насьш1ении фермента субстратом, принято называть числом оборотов фермента, или молярной активностью (молярная каталитическая активность выражается в каталах на 1 г-моль фермента). Одна молекула каталазы эритроцитов способна, например, расщепить в 1 с 44000 молекул перекиси водорода . [c.158]

Нитрогеназа - один из наиболее медленно работающих ферментов бактериальной клетки со сравнительно низким числом оборотов (около 1,5 с при 23 °С). Как бы в компенсацию за это, клетка азотфи-ксатора синтезирует обычно много молекул нитрогеназы - от 10 до 20% от общего белка клетки. [c.148]

Четыре особенности отличают ферменты от всех прочих катализаторов. Во-первых, эти биокатализаторы исключительно эффективны. Нри оптимальных условиях большинство ферментативных реакций протекает в 10 —10 раз быстрее, чем те же реакции в отсутствие ферментов. Число оборотов (т. е. число молекул субстрата, превращаемых за одну минуту, на одну молекулу фермента) для большинства ферментов равно приблизительно 1000, а в некоторых случаях может превышать 10 . Следует при этом иметь в виду, что скорость отдельных стадий ферментативных реакций лимитируется диффузией реагирующих веществ или, во всяком случае, зависит от нее. Таким образом, многие химические реакции, которые обычно протекают только при высоких температурах или только в сильно кислой или сильно щелочной среде, в присутствии соответствующих ферментов могут идти быстро и количественно при комнатной температуре и при значениях pH, близких к нейтральному. Во-вторых, для большинства ферментативных реакций характерна высокая специфичность как в отношении природы катализируемой реакции, так и в отношении структуры используемого субстрата. В-третьих, круг реакций, катализируемых ферментами, необычайно широк. Ферменты катализируют реакции гидролиза, поликонденсации, окисления — восстановления, дегидрирования, альдольно11 конденсации, реакции переноса различных групп, а также ряд других реакций. Мы можем, таким образом, сказать, что белки — катализаторы с исключительно широким спектром действия. Наконец, в-четвертых, активность самих ферментов в клетке строго регулируется. Скорость синтеза ферментов, а также их конечная концентрация находятся под генетическим контролем и регулируются с помощью малых молекул эти малые молекулы часто являются субстратами или продуктами реакций, катализируемых теми н е ферментами. Кроме того, ферменты могут существовать как в активной, так и в неактивной форме, причем скорость и степень их превращения в каждом конкретном случае зависит от свойств окружающей среды. Почти все биоло- [c.189]

Высушенный препарат измельчают на шаровой мельнице в порошок тонкого помола. Соотношение веса сухой массы фермента к весу шаров 1 5, число оборотов мельницы 18—20 в минуту. Размол длится обычно 4 ч чем он происходит быстрее, тем лучше. Сухой порошок просеивают через шелковое сито, а отсев вторично измельчают и просеивают. В пробе готового препарата определяют активность. Она составляет для данного препарата около 10000 единиц (1 10000), т. е. грамм препарата переваривает 10 кг коагулированного яичного белка в условиях, рекомендуемых Госформакопеей. В качестве примесей полученный высокоактивный препарат содержит Na l и некоторое количество пептидов. Его устойчивость очень высока хранить сухой порошок можно при комнатной температуре. [c.203]

М1Ш. в стандартных условиях (25°, оптимальная концентрация субстрата, оптимум pH). Производными единицами являются кило-Е (1000 Е) и милли-Е (0,001 Е). Содержание (условную концентрацию) Ф. в биологич. материале и в выделяемых препаратах выражают величиной удельной активно-с т п — числом единиц Ф. на 1 мг белка. Характеристика истинной каталитич. активности Ф. дается величиной молекулярной активности, т. е. числом молекул субстрата, претерпевающих превращение в 1 мин. при действии 1 молекулы Ф. при оптимальных условиях. Размерность этой величины, как следует из определения, мин . Если молекула Ф. содержит не один, а несколько независимых каталитпч. центров, то аналогичным образом должна оцениваться активность каталитического центра. Оба эти понятия соответствуют устаревшему понятпю числа оборотов Ф. [c.207]

К. широко распространена в животных и растительных тканях кристаллич. К. имеет мол. в. ок. 210 ООО, обладает типичным для npo Toi-o белка спектром с максимумом поглощения при 280 ммк. Оптимум активности К. соответствует рИ 9,4. Число оборотов (количество молей вещества, превращаемых 1 молем фермента в единицу времени при 25° и pH 7,5) составляет для К. 730 ООО молей мин, при оптимальном значении рП это число возрастает до 1 400 ООО. [c.435]

Под методами ультрацентрифугирования имеют в виду 1) метод скорости седиментации, позволяющий определять константы седиментации, и 2) метод седимент-ациоиного равновесия между седиментацией и диффузией, являющийся одним из немногих абсолютных методов определения молекулярных весов. Седи-ментационно-равновесная центрифуга может дать надежные данные относительно средних молекулярных весов и распределения молекулярных весов. Седиментационно-скоростная центрифуга с большим числом оборотов позволяет с уверенностью определять гель-фракцию, дает наиболее полные сведения относительно распределения частиц но размерам и формы частиц в растворе. Удлиненная форма большинства высокополимерных молекул, за исключением белков, до последнего времени значительно затрудняла изучение распределения размеров частиц по данным скорости седиментации, но за последние годы были достигнуты значительные успехи главным образом благодаря работам Гралейна и Юландера (стр. 471). [c.462]

Три экспериментально обоснованных факта служат основной предпосылкой нашей гипотезы. Во-первых, в присутствии второго субстрата окислительного фосфорилирования — неорганического фосфата — величина константы диссоциации медленного Fi-АДФ-комплекса соизмерима с величиной Кт для АДф в процессе окислительного фосфорилирования. Во-вторых, преинкубация субмитохондриальных частиц с АДФ блокирует АТФ-гидролазную реакцию и не влияет на кинетику окислительного фосфорилирования. В-третьих, АТФ-зависимая активация АДФ-блокированной АТФазы (последовательность реакций 5—7 малого цикла на схеме рис. 1) сама по себе должна представлять АТФазную реакцию с числом оборотов 2 мин-1 (см. обсуждение механизма АТФ-зависимой активации выше). Такое число оборотов этой АТФазной реакции в пересчете на величины активности составляет 0,8 нмоль/мин на 1 мг белка (содержание Fi, определяемое по титру олигомицина в наших препаратах, составляет 0,4 нмоль/мин на 1 мг белка), или 0,01% от скорости АТФазной реакции, протекающей в соответствии с последовательностью 1—3 большого цикла схемы рис. 1. Можно представить, что обращение малого цикла и является последовательностью реакций, происходящих при окислительном фосфорилировании, где обнаруженный нами медленный комплекс Е-АДФ служит фермент-субстратным комплексом нормального каталитического цикла Сказанное может быть [c.46]

Если желаемым продуктом является выделяемый клеткой фермент (чаще всего это гидролитические ферменты, хотя в последнее время большой интерес проявляется и к ряду оксидоре-дуктаз, в частности, участвующих в катаболизме аминокислот), то мутации, способствующие усилению его образования и активности, а также накоплению в среде, могут затрагивать 1) структурный ген, приводя к синтезу мутантного фермента, не чувствительного к ингибированию конечным продуктом реакции, и (или) повышая его активность (число оборотов, т. е. число молей превращаемого субстрата в минуту) мутация в промоторной части гена должна усилить частоту инициации транскрипции или вызвать конститутивный синтез фермента 2) гены, кодирующие белки, участвующие в регуляции синтеза данного фермецта (в частности, по типу катаболитной репрессии, имеющей разнообразные формы проявления и в общем виде выражающейся в обратной зависимости синтеза катаболитчувствительного фермента от скорости роста клеток), мутации в этих генах должны устранить или ослабить факторы, ограничивающие синтез фермента 3) гены, кодирующие ферменты, которые могут гидролизовать и инактивировать нужный фермент, мутации должны уменьшить или устранить такую возможность 4) гены, ответственные за синтез компонентов клеточных мембран, которые участвуют в сборке (у эукариотов) и экскреции ферментов, мутации в этих генах могут повысить эффективность указанных процессов. [c.79]

ДНК в клетке обычно находится в комплексе с белками (см. разд. 1.1.ж). Связанный белок слегка раскручивает спираль ДНК, соответственно и число витков спирали на единицу длины становится меньше, чем у свободной В-ДНК. При удалении белка восстанавливается обычное число правозакрученных (положительных) витков спирали. В линейной молекуле ДНК это происходит достаточно легко, поскольку обе цепи свободно вращаются одна вокруг Другой. В замкнутой же кольцевой молекуле общее число витков спирали топологически фиксировано, и число оборотов одной цепи вокруг Другой не может быть изменено без компенсаторного образования витков противоположного знака где-нибудь в другом месте молекулы. Итак, когда естественные кольцевые дуплексы освобождаются от белков, с которыми они часто бывают связаны in vivo, происходит следующее 1) число правозакрученных (положительных) витков снрали возрастает до величины, характерной ДЛЯ В-ДНК 2) в самом дуплексе образуется столько же витков противоположного знака, чтобы компенсировать увеличение скрученности спирали. О таких молекулах говорят, что они обладают отрицательной сверхспиральностью (рис. 1.10). При внесении одного разрыва в сверхспиральную кольцевую ДНК сверхспиральность снимается и кольцевая структура переходит в релаксированное состояние, при котором топологические ограничения отсутствуют. Любые химические или физические изменения, приводящие к уменьшению числа витков спирали на молекулу, уменьшают или вообще снимают отрицательную сверхспиральность в замкнутой кольцевой ДНК. [c.45]

ДНК некоторых вирусов реплицируются в одном направлении по механизму катящегося кольца , вариант которого представлен на рис. 28-5. Вначале одна из двух цепей кольцевой родительской ДНК расщепляется ферментом. Затем к З -концу расщепленной цепи присоединяется несколько новых нуклеотидов. Рост новой цепи на кольцевой матрице осуществляется за счет постепенного вытеснения 5 -концевой части расщепленной цепи из катящейся кольцевой матрицы. По мере роста новой цепи вытесненный 5 -хвост становится линейной матрицей для синтеза новой комплементарной цепи. Этот синтез на линейной матрице продолжается до тех пор, пока не образуется дочерняя цепь ДНК, комплементарная одному обороту кольцевой матрицы. Двухцепочечный хвост отщепляется затем с помощью фермента, и на 5 -конце опять может начинаться процесс репликации. Таким путем с кольцевой матрицы может сходить множество комплементарных копий кольцевой ДНК. Механизм катящегося кольца испол ,зуется в ооцитах в процессе синтеза генов рРНК он позволяет получать большое число копий этих генов, расположенных в тандемной последовательности, что в свою очередь дает возможность синтезировать одновременно много рРНК. Этот механизм необходим ооцитам для того, чтобы производить много рибосом для быстрого синтеза клеточных белков в процессе ускоренно- [c.898]

К рибосомам. По-впдимому, этот тип РНК и есть матрицы, с помощью которых набираются полипептидные цепочки белков. Отличается это вещество быстрым метаболизмом. Оно синтезируется в бактериях за 20—30 сек., распадается в течение 5—10 мин. и все время находится в состоянии быстрого оборота. Отсюда и.его название информационная РНК (ИРНК) или РНК- гонец (Messenger RNA). В силу динамичности и малого времени жизни стационарная концентрация ИРНК в клетке — порядка 1—2% всей клеточной рибонуклеиновой кислоты. Ясно также, что число молекул ИРНК каждого данного типа переменно и зависит ог потребностей клетки, от темпа синтеза каждого данного белка. [c.430]

Протеолитические ферменты (см. общие сведения [217]). В табл. 2 приведены также сверхмедленные ферменты — протеа-зы, которые гидролизуют белки. Иные из них осуществляют всего один оборот за 10 сек. Чем это можно объяснить Сложностью катализируемых процессов Вряд ли. Процессы, катализируемые спнтетазами, например, синтетазой жирных кислот, по числу отдельных стадий, необходимости взаимодействия большого числа молекул, согласованности действия разных субъединиц макромолекулы фермента нисколько не проще, а идут быстрее. [c.72]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология