Гистидин в активном центре рибонуклеазы

На рис. 5.1 представлен активный центр рибонуклеазы — фермента, гидролизующего РНК, которая состоит из множества мононуклеотидов. В каталитическом центре находятся два остатка гистидина Гис 12 и Гис 119. Оба эти гистидина участвуют в процессе катализа, причем Гис 12 образует комплекс [c.64]

Все эти особенности получают свое объяснение при рассмотрении активного центра рибонуклеазы, схема которого приведена на рис. 59. Видно, что реакционная часть молекулы, включающая остаток фосфорной кислоты и 2 -гидроксигруппу рибозы, располагается вблизи двух имидазольных колец остатков гистидина, Н1з-12 и Н1б-119 (номера показывают положение соответствующих остатков в полипептидной цепи фермента). Поскольку р/ имидазольных колец незначительно отличаются от 7, протонированная и непротонированная формы обоих колец присутствуют в соизмеримых количествах, т.е. в популяции молекул [c.202]

Активный центр рибонуклеазы. Строение активного центра рибонуклеазы окончательно не выяснено. При помощи деструкции и блокирования функциональных групп установлено, что на каталитическую активность фермента существенное влияние оказывают два остатка гистидина. Один из них находится в начале полипептидной цепи (в положении 12), а другой в конце цепи (в положении 119). Вероятно, молекула рибонуклеазы свернута таким образом, что эти два остатка гистидина сближены в макроструктуре фермента. Имеются сведения, что кроме гистидиновых остатков в активный центр рибонуклеазы входит остаток лизина. [c.215]

В активный центр рибонуклеазы входят два остатка гистидина — I и И (рис. 45), причем один из них участвует в реакции в основной форме, другой в кислой. Кроме того, в связывании фермента с субстратом участвует остаток лизина, обеспечивающий специфическое взаимодействие между рибонуклеиновой кислотой и ферментом за счет е-аминогруппы лизина и кислорода фосфатной группы. [c.241]

Гистидин также является незаменимой аминокислотой. Его регуляторные функции определяются химическими свойствами боковой группы — имидазола. В частности, эта группа участвует в окислительно-восстановительных реакциях и способна устанавливать координационные связи с переходными металлами. В свободном состоянии гистидин содержится в тканях в очень низкой концентрации. В то же время он входит в каталитические (активные) центры многих ферментов (рибонуклеаза, химотрипсин, конвертаза) и регуляторных пептидов (карнозин, гистатин, нейрокинины) благодаря донорно-акцепторным свойствам своей имидазоль-ной группы. Декарбоксилирование гистидина приводит к образованию гистамина — медиатора, который регулирует сосудистое давление, проницаемость капилляров и аллергические реакции. Как медиатор гистамин имеет три вида клеточных рецепторов, в том числе в клетках головного мозга. [c.27]

Предполагают, что в активный центр рибонуклеазы входят два имидазольных кольца гистидинов (12 и 119), два остатка лизина (7 и 41) и, возможно, аспарагиновая кислота (121). [c.297]

Рибонуклеаза по модели, описанной Картой и полученной с разрешением 0,2 нм в результате синтеза Фурье для семи различных производных с тяжелыми атомами (7294 измерения), представляет собой молекулу почкообразной формы размером 3,8 X 2,8 X 2,2 нм. Активный центр фермента находится в почечной борозде — характерной щели, разделяющей молекулу иа две половины и содержащей ответственные за каталитическую активность остатки гистидина (положения 12 и 119) и лизина (положения 41 и 7). [c.402]

Таким образом, происходящая реакция сводится к образованию промежуточного ацилфермента, а затем к переносу ациль-ного остатка к молекуле воды, если протекает гидролиз, или к иному акцептору ацетильной группы. Серии, конечно, содержится в активном центре не всех ферментов. Так, например, у рибонуклеазы его нет, и в этом ферменте, как предполагается, два остатка гистидина выполняют функцию акцептора и донора протонов. Серии и гистидин, несомненно, являются не единственными остатками, необходимыми для работы активного центра. Имеются факты, говорящие об участии триптофана в активных центрах химотрипсина, трипсина, лизоцима, однако об этом пока еще известно мало. [c.84]

Последовательность аминокислот в ферменте фактически расшифрована [П2—П51. Дальнейшее исследование позволило предположить, что остатки № П9 (гистидин), 121 (аспарагиновая кислота), 15 (аспарагин) и 41 (лизин)—все находятся в активном центре или близко от него [116]. Искусственно вызванная микрогетерогенность рибонуклеазы может быть следствием различий скорее во вторичной и третичной структуре, чем в первичной последовательности аминокислот [117]. [c.380]

При помощи блокирования функциональных групп рибонуклеазы и других методов было установлено, что в этом ферменте только один (в положении 41) из десяти остатков лизина принимает непосредственное участие в ферментативном катализе. Точно так же только один из 4 остатков (в положении 119) гистидина принимает участие в активном центре. Для активности фермента требуется также наличие свободных карбоксильных групп, так как при эстерификации последних фермент инактивируется. Отрезок из 20 остатков аминокислот на КШг-конце пептидной цепи необходим для функции рибонуклеазы, а отрезок пептидной цепи между 31 и 41 остатками отвечает за присоединение субстрата. [c.213]

Справедливость такого механизма димеризации была показана с использованием рибонуклеазы, модифицированной иодацетатом. Рибонуклеазу, содержащую M-His , смешивали с ферментом, содержащим M-His , и лиофилизовали. Согласно схеме на рис. 16.12, это должно было бы привести к образованию гибридных димеров (содержащих модифицированные и немодифицированные пары остатков гистидина), активность которых равна активности мономеров (один активный центр). Эксперименты подтверди- [c.75]

Данные, полученные с помощью различных методов исследования, указывают на участие по крайней мере трех аминокислот в построении активного центра рибонуклеазы двух остатков гистидина и одного остатка лизина. Гидролиз РНК (рис. 3.6) проходит в два этапа переэтерификация и последующий гидролиз. Отметим, что при физиологических значениях pH одно из двух имидазольных колец протонировано, а второе —нет. Имидазоль-ные кольца функционируют как общеосновной — общекислотный катализатор, а положительно заряженный остаток лизина, вероятно, стабилизирует пентакоординационный интермедиат. [c.128]

Активный центр — щель в глобуле рибонуклеазы имеет довольно сложное строение, а каталитический участок содержит остатки гистидина, лизина, серина и треонина. На рис. 32 по данным работы [19] показано на модели строение активного центра рибонуклеазы после адсорбции различных ингибиторов. Гистидиновые остатки (His 12 и His 119) в комплексе с двумя первыми ингибиторами заряжены положительно. В состав активного центра входят лизиновые остатки (Lys 41 и Lys 7), оксигруппы Ser 123 и Tlir 45. Фенилаланин 120 играет большую роль в адсорбционном центре. Механизм действия рибонуклеазы рассматривается в гл. V. Недостаточное разрешение рентгенограмм не позволяет пока с такой определенностью, как для лизоцима, установить молекулярный механизм действия фермента. Однако имеющиеся данные позволяют считать достоверным тот факт, что каталитическая активность рибонуклеазы связана со щелевой адсорбцией молекулы субстрата и стерически обусловленными (жесткими) конформациями каталитически активных аминокислотных остатков относительно молекулы субстрата. [c.118]

Рибонуклеаза (КФ 2.7.7.16) переносит З -фосфат-пиримидин-нук-леотидный остаток из положения 5 соседнего нуклеотида в положение 2 самого пиримидинового нуклеотида с образованием циклического 2, 3 -нуклеотида. В этом случае она выполняет трансферазные функции. Рибонуклеаза поджелудочной железы способна также осуществлять перенос фосфорильной группы положения 2 циклического нуклеотида на воду. В последнем случае суммарная реакция выражается в деполимеризации RNA, и рибонуклеаза действует как эстераза, расщепляющая фосфоуглеродные связи и освобождающая мононуклеотид [18]. В активном центре фермента каталитически активными группами являются два остатка гистидина 12 и 119 [19, 20, 21], расстояние между которыми составляет примерно 10 A [21]. Входящий в состав активного центра остаток лизина участвует в связывании фосфатной группы субстрата. Модели активного центра рибонуклеазы приведены в гл. И1 на рис. 33 и 34. [c.174]

При образовании 1- M-His фермент полностью теряет активность, тогда как при образовании второго аддукта модифицированный фермент сохраняет 15% исходной активности. На основании этих данных было сделано предположение, что в состав активного центра рибонуклеазы входят два остатка гистидина. Это предположение подтверждается экспериментами, в которых показано, что небольшие молекулы, например цитидин-3 -фосфат, связывающиеся в активном центре фермента, ингибируют процесс алкилирова-ния. Кроме того, при алкилировании не получено формы рибонуклеазы, в которой были бы модифицированы оба остатка гистидина. Это, вероятно, объясняется тем, что два остатка гистидина, расположенные далеко друг от друга в аминокислотной последовательности, в нативной структуре фермента пространственно близки. И наконец, вполне вероятно, что один или оба остатка гистидина, модифицированные иодацетатом, и некоторые ионизируемые группы, предполагаемые на основании рассмотренных выше кинетических исследований, идентичны. [c.74]

Четыре остатка Гис рибонуклеазы были оттитрованы и отнесены по отдельности. Мы видели, что два из них (Гис-12 и Гис-119) входят в активный центр. Брэдбери и Шерага [6] первые показали (на 60 МГц), что протоны при С-2 гистидиновых остатков этого белка дают раздельные сигналы и можно провести титрование имидазольных колец так, как это описано в разд. 13.2 для свободного гистидина и в разд. 14.2.3 для единственного остатка гистидина в лизоциме. Жардетский и сотр. расширили эти наблюдения [21, 39—42]. Ароматическая область спектра (100 МГц) раствора рибонуклеазы в ОгО с дейтероацетатным буфером при четырех значениях pH, соответствующих величинам р/< гистидиновых имидазольных колец, приведена на рис. 14.9. Протоны при С-2 дают четыре раздельных пика слева от основного спектра при pH=4,95 [c.365]

Имеются ли наблюдения, указывающие на существование водородных связей типа -Н в реальных биологических системах Такие водородные связи были обнаружены методом ядерного магнитного резонанса между остатками гистидина в активном центре фермента — панкреатической рибонуклеазе [249]. В дальнейшем ЯМР-методом было показано, что в полу-протонированном гистидине в водном растворе при этих условиях проявляется характерный стэкинг -эффект [250] (стопкообразная упаковка. — Прим. ред.). Последний может быть обусловлен взаимодействием между связями -М. Олдридж и Розе [251] на основании большого числа экспериментальных работ рассматривали водородные связи между имидазольными группами гистидиноБЫх- остатков белков в мембранах митохондрий. [c.304]

Четыре остатка Гис рибонуклеазы были оттитрованы и отнесены по отдельности. Мы видели, что два из них (Гис-12 и Гис-119) входят в активный центр. Брэдбери и Шерага [6] первые показали (на 60 МГц), что протоны при С-2 гистидиновых остатков этого белка дают раздельные сигналы и можно провести титрование имидазольных колец так, как это описано в разд. 13.2 для свободного гистидина и в разд. 14.2.3 для единственного остатка гистидина в лизоциме. Жардетский и сотр. расширили эти наблюдения [21, 39—42]. Ароматическая область спектра (100 МГц) раствора рибонуклеазы в ОгО с дейтероацетатным буфером при четырех значениях pH, соответствующих величинам р/( гистидиновых имидазольных колец, приведена на рис. 14.9. Протоны при С-2 дают четыре раздельных пика слева от основного спектра при pH=4,95 (а), которые смещаются в сильное поле при повышении pH и сливаются при рН = 8,12 (б) вблизи 810 Гц. Один резонансный сигнал протона при С-4, помеченный цифрой 5, проявляется в сильном поле. Сигналы других С-4-протонов закрыты широким резонансным сигналом от ароматических протонов Фен и Тир с центром при 720 Гц. Зависимости химических сдвигов этих пяти протонов от pH представлены на рис. 14.10. Заметим, что шкала химических сдвигов на этом рисунке идет в противоположном направлении по сравнению с рис. 13.5. Значения р/С для каждого из гистидиновых остатков приведены на рисунке. Очевидно, что протон [c.365]

Имидазольная группа гистидина . Имидазольная группа гистидина входит в состав активного центра ряда ферментов трипсина, химотрипсина, рибонуклеазы, ацилхолин—ацилгидролазы (холинэстеразы), фума-ратгидратазы, оксидазы -аминокислот, креатинкиназы и других. [c.208]

Например, на рис. 2.12 показан полипептидный скелет бычьей рибонуклеазы А. Химическое исследование белка показывает, что 1,5-дифтор-2,4-динитробензол сшивает остатки лизина 7 и 41. Неожиданная чувствительность белка к модификации иодуксусной кислотой приводит к любопытному заключению гистидины 12 и 119 модифицируются по приншту или-или это можно объяснить тем, что они располагаются в активном центре фермента недалеко друг от друга. Сопоставляя сведения о последовательности и обе группы химических данных, легко видеть, что плоское расположение пептидной цепи исключается. Молекула должна быть уложена в пространстве более сложным образом, и результаты рентгеноструктурного анализа действительно подтверждают это. [c.70]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология