Дисульфидные связи, обмен

Инсулин — гормон поджелудочной железы, регулирующий углеводный обмен и поддерживающий нормальный уровень сахара в крови. Недостаток этого гормона в организме приводит к одному из тяжелейших заболеваний — сахарному диабету, который как причина смерти стоит на третьем месте после сердечно-сосудистьк заболеваний и рака. Инсулин — небольшой глобулярный белок, содержащий 51 аминокислотный остаток и состоящий из двух полипептидных цепей, связанных между собой двумя дисульфидными мостиками. Синтезируется он в виде одноцепочечного предшественника — препроинсулина, содержащего концевой сигнальный пептид (23 аминокислотных остатка) и 35-звенный соединительный пептид (С-пептид). При удалении сигнального пептида в клетке образуется проинсулин из 86 аминокислотных остатков, в котором А и В-цепи инсулина соединены С-пеп-тидом, обеспечивающим им необходимую ориентацию при замыкании дисульфидных связей. После протеолитического отщепления С-пептида образуется инсулин. [c.132]

Аналогичную роль во многих белках играют дисульфидные связи, увеличивая термическую стабильность глобулярных белковых структур. С другой стороны, наличие большого числа дисульфидных связей в яичном альбумине делает его склонным к необратимой денатурации, а сывороточный альбумин быка, содержащий меньше дисульфидных связей, напротив, испытывает при нагревании обратимую денатурацию типа внутримолекулярной изомеризации . Для этого белка необратимая денатурация протекает при воздействии сильной щелочи или концентрированных растворов мочевины и связана с дисульфидным обменом [c.156]

Серусодержащие аминокислотные остатки имеют важное значение в связи с особыми химическими свойствами серы. Высокая поляризуемость атома серы делает серусодержащие группировки особенно эффективными в реакциях нуклеофильного замещения (в качестве как замещаемых, так и замещающих группировок). Тиоловая группа цистеина является отличным нуклеофильным агентом. Даже тиоэфирная группа метионина обладает нуклеофильными свойствами, о чем свидетельствует ее способность к образованию сульфониевых производных типа 8-аденозилметионина. Цистеин легко окисляется в цистин, и эта реакция в белках служит единственным способом образования истинно ковалентной связи между разными полипептидными цепями или между остатками одной цепи. Такие дисульфидные связи при некоторых условиях могут вступать в обменные реакции, в результате которых происходит обмен радикалов, соединенных с атомами серы [c.23]

При идентификации мономера необходимо учитывать возможное присутствие в нем дисульфидных связей. При наличии в мономере тиольной группы в определенных условиях может наблюдаться как внутри-, так и межцепочечный дисульфидный обмен, что приводит к искажению хроматографических или электрофоретических характеристик. Подобные осложнения возникают и в том случае, если мономеры с восстановленными ди- [c.25]

Как уже отмечалось ранее, фрагментацию белков следует проводить в условиях, исключающих дисульфидный обмен предпочтительно в диапазоне pH 2—6,5. Тем не менее для достижения удовлетворительных результатов часто приходится вести реакцию в области более основных pH. Например, с успехом применяют гидролиз трипсином и термолизином при pH 7,0— 7,5 [19, 30, 41, 42]. Однако ввиду различной стабильности дисульфидных связей в белках при объяснении полученных результатов в этом случае не следует делать поспешных выводов. [c.169]

Присадки, содержащие серу. В. С. Демченко с сотр. ° исследовали влияние строения молекул органических дисульфидов на подвижность атома серы в них, используя метод меченых атомов. Проведенные экспериментальные работы по изотопному обмену серы в условиях испытаний присадок показали, что в дисульфидных противоизносных присадках (как и в ряде многофункциональных присадок— ЦИАТИМ-339, АзНИИ-7 и др.) атомы серы достаточно прочно связаны с углеводородными радикалами и обмена этих радикалов с элементарной серой не происходит. На основании проведенных исследований авторы предполагают два возможных механизма действия дисульфидов [c.132]

Межцепной обмен в полисульфидных полимерах протекает по. механизму ионного гетеролитического расщепления дисульфидной связи [28]. Скорость реакций межцепного обмена зависит от степени полисульфидности полимера. Исследование кинетики межцепного обмена в массе полисульфидных полимеров позволило определить мольную энергию активации некатализируемого обмена, которая оказалась равной 52,8 кДж/моль. Это значение соответствует энергии активации анионного тиол-дисульфидного обмена низкомолекулярных соединений, осуществленного в полярной среде [29]. [c.561]

Для определения локализации дисульфидных связей белок подвергают частичному гидролизу на относительно малые фрагменты с помощью протеиназы низкой специфичности, такой как пепсин, в условиях, при которых протекает минимум обменных реакций. Пептиды разделяют и определяют их аминокисло гный состав для того, чтобы убедиться в том, что они гомогенны и содержат одну дисульфидную связь. Дисульфидная связь в каждом пептиде разрывается (см. разд. 23.3.3) и образуются два фрагмента. Если первичная структура белка известна, то достаточно аминокислотного анализа и частичного определения Л/-концевой последовательности в двух фрагментах для того, чтобы определить ту часть цепи (ей), из которой образовался каждый фрагмент. [c.280]

IGF 1 — полипептид, состоящий из 70 аминокислотных остатков, спирально закрученный и удерживаемый в таком состоянии благодаря трем S-S — мостикам между остатками цистеина (рис. 157). Первый из них соединяет дисульфидной связью 6-й и 48-й остатки, второй — 18-й и 61-й остатки, третий—47-й и 52-й остатки. IGF 1 является пептидным гормоном, влияющим на рост и обмен веществ организма после ро ения. Его секреция находится под влиянием уровня гормонов роста в сыворотке крови и характера питания ребенка.. IGF 1 влияет на рост и дифференциацию многих типов животных клеток, включая мышиные клетки — предшественники эритроцитов последней стадии и эпителиальные клетки млекопитающих, крысиные миобласты, олигодендроциты, клетки черепа и клетки зобной железы человеческие хондроциты и [c.550]

Эти полисульфиды можно отверждать обработкой окислами металлов в присутствии активаторов. Однако наличие в вулканизованном продукте ионных связей приводит к появлению у полимера способности сохранять вязкость раствора при действии химических реагентов (см. гл. VII-B). Кроме того, для улучшения технологии переработки ву.тканизацию исходных полимеров проводят в основном в присутствии оснований и ускорителей — серусодержащих соединений, таких, как меркаптобензотиазол. Это способствует более легкому протеканию процесса вулканизации за счет перераспределения дисульфидных связей в главной цепи полимера, а также за счет солюбилизации окислов металлов, применяемых для удлинения цепей. С другой стороны, эти соединения ускоряют межцепной обмен и, следовательно, снижают сопротивление к ползучести. [c.318]

Аналогичный обмен имеет место и в полисулыфидах. Исследование ди-сульф,идного обмела в лолжсулвфидах, проведенное Бертоцця и сотр. [478], показало, что дисульфидные связи являются весьма активными в присутствии дисульфида натрия [c.96]

Механизм обменного процесса определяется условиями его проведения в неполярных средах при повышенных температурах наблюдается гомолитический распад [35, 36], в полярных средах обмен протекает по ионному механизму. Лимитирующей стадией процесса является расщепление дисульфидной связи с образованием Н5+-аниона [c.19]

Эта реакция послужила основой препаративного метода получения меркаптанов. При проведении реакции соответствующих дисульфидов с избытком сульфида калия с последующим подкислением равновесной смеси и перегонкой с паром из дистиллята выделяют с хорошими выходами меркаптаны. В течение длительного времени эта обменная реакция представляла собой практически и экономически важный метод, так как она являлась основой процесса удаления волос со шкур путем обработки последних сернистым кальцием перед проведением дубления. Применение щелочных моносульфидов для перевода в растворимое состояние кератиноподобных белков основано на взаимодействии сульфид-ионов с дисульфидными группами цистина, содержащегося в белке, в результате чего образуется соль цистеина, и белок за счет этого солюбилизируется. Водные растворы неорганических моносульфидов — весьма эффективные агенты расщепления дисульфидных связей в дисперсиях алкилдисуль-фидных полимеров [118]. [c.478]

Интересное предложение по использованию перегруппировки дисульфидов при анализе белков сделали Глазер и Смит [7]. Чтобы произошел обмен дисульфидных связей, белок оставляют в 9,6 н. растворе НС1 с бисдинптрофенилцистином в течение нескольких дней до тех пор, пока концентрация моно(динитрофенил)-цистина в водном растворе после экстрагирования этилацетатом не дойдет до постоянной величины. У различных белков величины дисульфидного обмена сильно различаются величины, найденные по достижении равновесия реакции, могут быть использованы для правильной оценки содержания цистеиновых и полуцистиновых остатков в белке. [c.94]

Характерной химической особенностью цистеина является наличие в его молекуле сульфгидрильной группы (—SH). Эта группа цистеина весьма реакционноспособна она может окисляться как спонтанно, так и под влиянием специальных ферментов образующиеся при этом продукты, как и сам цистеин, участвуют в реакциях трансаминирования. Цистеин участвует также в обмене серы в организме. Расщепление цистеина под влиянием десульфогидрогеназы приводит к образованию пировиноградной кислоты и сероводорода. При определенных условиях цистеин легко отдает водород, и тогда две молекулы цистеина образуют через дисульфидную связь (—S—S—) [c.140]

В. В. Догадкин и сотр. [1260] показали, что в вулканизате бутадиенсти-рольного каучука обменивается с элементарной серой при 130° лишь сера полисульфидных цепочек, но не сера моно- и дисульфидных связей. В каучуке, вулканизованном дифенилгуанидином с окисью цинка, где сера содержится преимущественно в виде полисульфидных связей, обмен наблюдался, но он не шел в каучуке, вулканизованном тиурамом, где нет полисульфидных связей. Эти различия в способности к обмену согласуются с приведенными в главе 7 данными, по которым в нолисульфидах обмен серы с элементарной серой не наблюдался в связях с углеродом, но легко происходил в атомах серы, связанных с серой, как, например, в средних атомах полисульфидных цепочек. [c.460]

С участием дисульфидных групп обменными процессами. Практическое использование полисульфидных полимеров затрудняется сравнительно низкой устойчивостью к сжатию отвержденных продуктов, что может быть объяснено хемореологическим течением с анионным обменом по дисульфидным связям. Вторая побочная реакция, имеющая место при деструкции, заключается в циклодеполимеризации, инициируемой у меркаптогрупп, находящихся на концах цепи, и осуществляемой путем обменного замещения у близлежащей дисульфидной связи указанной реакциопноспособной концевой группой. [c.478]

Упорядочение экзополимеров обусловлено двумя различными механизмами. Полимерные цепочки гетерополисахаридов упорядочиваются благодаря катионным мостикам щелочноземельных металлов Са и Mg гликопротеины сшиваются прочными дисульфидными связями -S=S-. Щелочноземельные металлы склонны к обмену и могут быть удалены хелирующими агентами. В зависимости от степени конденсации экзополимеров они могут представлять препятствие для проникновения крупных частиц, например бактериальных клеток, в чехлы цианобактерий, а с другой стороны, служить сетью для удерживания макромолекул, таких, как экзоферменты. Наличие слизи вокруг клетки обусловливает характер диффузии веществ в полимерной матрице. Гелеобразная слизь придает сообществу прочность и характер кожи . Такая кожа обладает, как уже отмечалось, водонепроницаемыми свойствами наподобие агарового геля. [c.82]

При взаимодействии иона бутилмеркаптида с циклическим соединением — триметилендисульфидом обмен [уравнение (УП-54)] протекает очень быстро, а энергия активации этой реакции равна приблизительно 13 ккал/молъ, т. е. несколько ниже, чем при обмене у линейных соединений. Это, вероятно, объясняется большей доступностью дисульфидной связи цикла атакующему реагенту, а также является результатом некоторой напряженности этого цикла. [c.482]

Природа обменных реакций, протекающих в водной среде, выяснена в гораздо меньшей степени. Феттес и Марк [119] нашли, что бутилмер-каптан с формальдисульфидным полимером при 85° в диоксановом растворе реагирует в 4 раза быстрее в присутствии активатора — 1 % фенолята натрия. Однако опыты по изучению реакций перераспределения между алкилполисульфидными полимерами в блоке дали ошибочные результаты. В этих опытах жидкие дисульфидные полимеры с концевыми меркаптогруппами, значительно различающиеся по молекулярному весу, смешивали, а затем подвергали разнообразным обработкам в различных условиях. При этом предполагалось, что концевые меркаптогруппы будут вступать в обменную реакцию с дисульфидными связями основной цепи полимера. Предполагалось также, что когда реакция доходит до конца, распределение по молекулярным весам образующегося полимерного продукта будет приближаться к распределению, предсказываемому теорией, разработанной Флори [151] для аналогичных процессов обмена в полиэфирах. Для такого статистического распределения по молекулярным весам соотношение средневесового молекулярного веса к среднечисловому молекулярному весу Мп должно быть равно 2,00. Результаты, полученные в соответствующих опытах, не подтвердили этих предположений. Так, в присутствии третичного алифатического амипа, 51-метил-морфолина, в качестве основания-активатора обработка смеси при 100° даже в течение длительного периода (100 час) привела к снижению величины указанного соотношения с 4 только до 3. Возможно, правда, что столь неожиданный результат обусловлен низкой степенью ионизации меркаптида в полисульфидном полимере, что связано в свою очередь с отсутствием растворителя. Добавление небольших количеств воды для промотирования такой ионизации оказалось неэффективным, вероятно вследствие нерастворимости воды в полисульфидных полимерах. [c.489]

Полипептиды в растворе сохраняют способность к агрегации, поскольку у них имеются внутримолекулярные ковалентные связи, такие, как дисульфидные мостики. Если необходимо полностью разрушить эти связи, к солюбилизирующему агенту добавляют восстановители тиоловых групп — дитиотрейтол (ДТТ) или 2-меркаптоэтанол (2-МЭ). Другой метод, который может быть использован для разрушения внутримолекулярных дисульфидных связей, — получение производных в форме 5-сульфона-тов. Такой подход был использован в случае А- и В-цепей инсулина [11] (табл. 4.15). Есть ли необходимость в полном разрушении таких связей, можно определить, только исследуя процесс ренатурации белка и восстановления его активности. Не всегда необходимо полностью разрушать дисульфидные связи между отдельными цепями молекулы при ренатурации белковой молекулы можно создать условия, обеспечивающие тиол-дисульфидный обмен с образованием мономерных молекул, соединенных дисульфидными связями (разд. 4.3.5). [c.118]

Методика солюбилизации и двухстадийной ренатурации прохимозина теленка [18] приведена в табл. 4.18. Важное значение имеет время инкубации в мочевине, так как оно влияет па общий выход белка. Считается, что это время необходимо для проникновения мочевины и нарушения белковых взаимодействий в нерастворимых включениях. Выход активного фермента также зависит от концентрации белка в растворе мочевины и щелочи. В случае мочевины это может отражать изменение эффективности дезагрегации нерастворимых включений при увеличении соотношения денатурирующий агент белок. Существует предположение, что при щелочном pH между молекулами прохимозина происходит взаимный тиол-дисульфидный обмен. Поэтому оптимальна такая концентрация белка, при которой мономеры образуются предпочтительнее, чем агрегаты. Поскольку образование правильных дисульфидных связей может начаться при pH 10,7, во время инкубации при pH 8,0, по-видимому [c.123]

Антиоксидантные свойства глутатиона (GSH) — трипептида, образованного цистеином, глутаминовой кислотой и глицином, определяются как непосредственным взаимодействием с АФК и обменными реакциями с дисульфидными связями, так и функционированием глутатионзависимых ферментов (см. выше). Механизм защитного эффекта глутатиона связан с инактивацией высокореакционных кислородных и органических свободных радикалов вследствие переноса атомов водорода с молекулы тиола. Образующиеся активные частицы обладают меньшим повреждающим эффектом по сравнению с радикалом, у которого неспаренный электрон локализован на атоме углерода [c.122]

Условия гидролиза. Пепсин проявляет активность в диапазоне pH 1—5 (оптимальные условия pH 2,0). Гидролиз проводят в 10 мМ НС1 или 5%-ной уксусной кислоте. Фермеь1т необратимо ингибируется при рН>6,0. Наиболее удачные результаты дает применение пепсина при определении положения дисульфидных связей, так как дисульфидный обмен минимален именно при низких pH инкубация с пепсином приводит к получению коротких пептидов с правильно замкнутыми дисульфидными СВЯЗЯМИ [101] (см. также разд. 4.4.2). [c.158]

В цикле работ по определению структуры инсулина Сенгер и др. [35—37] впервые наблюдали дисульфидный обмен при частичном гидролизе белка в конц. НС1 на холоду. При более детальном исследовании на модельных системах, включающих бис-2,4-динитрофенил-ь-цистин (бис-ДНФ-цистин) и цистилбис-глицин или окисленный глутатион, установлено, что реакция дисульфидного обмена протекает как в концентрированных минеральных кислотах, так и в слабоосновной среде, правда, по различному механизму. В кислой среде обмен ингибируется тиолами, в основной среде тиолы служат катализаторами, а SH-реагенты ингибиторами [35]. В этой же работе найдены условия частичного гидролиза инсулина с сохранением положения дисульфидных мостиков, благодаря чему было определено их положение в молекуле гормона. В работе [41] на примере взаимодействия цистина с окисленным глутатионом изучена стабильность дисульфидных связей в различных условиях при этом показано, что дисульфидный обмен минимален при pH 2—6,5. Кроме того, при протеолизе рибонуклеазы в условиях, способствующих дисульфидному обмену, получены ци-стинсодержащие пептиды, включающие лишь две из четырех [c.165]

Иногда гидролиз трипсином проводят при нейтральном или слабощелочном значении pH, однако при этом необходимо доказать, что не происходит дисульфидного обмена. Фрагменты человеческого иммуноглобулина IgG (полученные при расщеплении белка бромоцианом) инкубировали с трипсином (27о) при pH 7,2 в течение 4 ч [19]. При гидролизе в присутствии избытка [С " ] иодоацетамида показано, что белок не содержит нестабильных дисульфидных связей. В аналогичных условиях проводили триптический гидролиз фрагмента иммуноглобулина IgG (полученного при гидролизе белка пепсином), однако в отсутствие контроля за дисульфидным обменом [42]. Положение двух из четырех дисульфидных связей кардиотоксина яда кобры определено по строению цистинсодержащих пептидов, полученных при гидролизе белка трипсином при pH 7 в течение 24 ч [30]. Дополнительные сведения приводятся в разд. 3.5.1. [c.171]

По механизму 1 протекают реакции тиол-дисульфидного обмена в полисульфидах с концевыми меркаптанными группами, а по механизму 2 — обмен между полисульфидными связями с различной степенью полисульфидности в этих же полимерах [16, с. 488]. [c.160]

Вопрос о природе связей, стабилизирующих пространственные структуры в водных дисперсиях казеина, до сих пор не решен. Это связано с тем, что нет специальных работ, посвященных исследованию контактов, ответственных за структурообразование. В основном исследователи пытались выяснить роль содержащих серу аминокислот в образовании пространственных структур. Так, Вор-мел [275], исследуя специфические группы, участвующие в гелеобразовании в системах казеин — вода — щелочь, пришел к выводу, что стабилизующими гель группами являются группы цис-теина. В работе Хиггинса, Фрэзера и Хейса [276], посвященной выяснению роли сульфгидрильных групп в образовании казеиновых гелей, изучался процесс выделения серы, освобождающейся под действием щелочи. Однако ввиду малого количества цистино-вых остатков в казеине авторы приходят к заключению, что только 3 — 8-связи не могут быть ответственны за структурообразование в концентрированных казеиновых системах. В работе [277] отмечалось, что если структурообразование инициировано ионами Са " , основную роль в образовании структуры играют ЗН-груины казеина. Однако в работе [278] было показано, что в казеине не происходит дисульфидный обмен и, следовательно, нет свободных 8Н-групп. [c.114]

Информацию другого рода о Н-связи в инсулине можно получить из результатов работ по обмену с D2O. Главный представитель этого направления Линдерстром-Ланг недавно опубликовал обзор своих исследований 11235]. Пожалуй, наиболее интересный результат его работ состоит в локализации подвижных атомов водорода в инсулине. Почти все они находятся вне области, ограниченной двумя цистиновыми мостиками, так что эти данные подтверждают предположение о том, что участки пептидных цепей, заключенные между дисульфидными сшивками, закручены более или менее постоянно. Если свободные концы молекулы инсулина не расчленены, три Н-связи должны разорваться одновременно, что требует затраты значительной энергии. [c.272]

Зервас [2658] предложил принципиально иной метод синтеза несимметричных пептидов цистина. Исходными соединениями в этом методе служат два 5-замещенных производных цистеина, имеющих различные карбоксилзащитиые группировки эти эфиры цистеина ацилируют по аминогруппе таким образом, что образуется производное нитробензилового эфира фосфорной кислоты (116). Удаление 5-защитных групп и последующее окисление приводят к несимметричному производному цистина (117), дисульфидный обмен у которого невозможен, поскольку связь 5—5 участвует в образовании циклической фосфорсодержащей системы. Селективное отщепление той или иной С-за-щитной группы открывает путь к получению несимметричных пептидов. [c.309]

Вопрос О ММР полисульфидных олигомеров не нашел единого толкования. Установленная отечественными учеными [13, 14] легкость протекания межцепных обменных процессов по типу тиол-дисульфидных предполагает равновесные ММР, для линейных олигомеров близкие к наиболее вероятному распределению Флори. Аналогичные сведения об узком ММР полисульфидных олигомеров приводятся в работах [15, 16]. В то же время иногда сообщают [17] о широком ММР полисульфидных олигомеров (Л1ш/Л1 = 2,8-Ь 4,5). Такие различия в оценке ММР могут быть связаны с предысторией образцов, наличием примесей, катализирующих межцепные обменные процессы, или с различиями в строении полисульфидных звеньев олигомеров, поскольку три- и тетрасульфидные звенья обладают более высокой реакционной способностью, чем ди- и моносульфидные. [c.9]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология