Cтраница 2
Есть основания считать, что изменение концентрации водород -, ных ионов может привести к существенным, хотя и обратимым на - рушениям конформации белковой молекулы, к изменениям вторичной и третичной ее структуры [10], а это, в свою очередь, Может привести к вторичным трансформациям в районе активного центра - в частности, к нарушениям комплементарности фермента и субстрата, к изменениям расстояний между функциональными группами участвующими в реакции с субстратом. С точки зрения кинетической классификации реакций ингибирования, такой эффект ионов водорода следует рассматривать как неконкурентное торможение. [16]
Это может быть также объяснено наличием аллостерическо-го центра, независимого от активного центра фермента, но обусловливающего высокую лабильность фермента и влияющего на создание и поддержание определенной конформации белковой молекулы. [17]
По-видимому, замещения подобными аминокислотными остатками имеют место в участках полипептидной цепи, играющих решающую роль в определении третичной структуры, в то время как совершенно отличные замещения происходят в местах, несущественных для определения конформации белковой молекулы. Для этих белков характерна также различная последовательность аминокислот вблизи тема, между двумя цистеиновыми остатками; это может означать, что для свойств данных гемопротеидов большее значение имеет общая пространственная конфигурация полипептидной цепи в области тема, а не природа отдельных аминокислотных остатков. [18]
Исследования влияния углеводородов на конформационное состояние макромолекул глобулярных белков проводились методами оптического вращения и его дисперсии, вискозиметрически, спек-трофотометрически и по изучению кинетических параметров ферментативной активности, Вращение плоскости поляризации чрезвычайно чувствительно к изменению конформации белковых молекул. Правда, между оптической активностью и структурой белка нет простой и ясной зависимости, но значение оптической активности как характеристики степени конформационного изменения белков общеизвестно и играет большую роль при изучении процессов денатурации. [19]
Трехмерная конфигурация белковой молекулы определяет всю специфичность и многогранность ее биологического действия. Изменяется первичная структура - и соответственно резко изменяется конформация белковой молекулы. [20]
Скручивание полипептидной цепи обусловливается специфическими связывающими свойствами составляющих ее элементов. Получено много экспериментальных данных, подтверждающих гипотезу ( 22 - 24 ] о том, что конформация белковой молекулы является просто функцией ее аминокислотной последовательности и вся структурная информация содержится в ее первичной структуре. [21]
Многие исследователи считают, что определяющая роль в термофилии принадлежит белкам, в первую очередь ферментным. С этих позиций основные температурные точки термофилов зависят от конформации одного или нескольких ключевых ферментов: при минимальной температуре роста происходит переход от жесткой неактивной конформации белковых молекул к конформации с ограниченной гибкостью; оптимальная температура роста определяет наиболее благоприятное конформационное состояние ферментных белков; при максимальной температуре начинаются нарушения конформации белков и снижение их ферментативной активности, а выше этой температуры рост прекращается вследствие тепловой денатурации белков. [22]
Знакомое всем явление свертывания белка, например при варке куриных яиц, на самом деле представляет очень сложный процесс. В этом процессе изменяются свернутые пептидные цепи, сначала они развертываются, а затем снова ( но уже иначе) свертываются так, что в итоге изменяется конформация белковой молекулы. Иногда после развертывания цепи так и остаются в развернутом состоянии. Белки с развернутыми цепями проявляют повышенную химическую активность, так развертывание открывает многие химически активные группы, прятавшиеся в глубинах огромной и плотно свернутой белковой спирали. [23]
Таким образом, линейная одномерная структура полипептидной цепи ( т.е. последовательность аминокислотных остатков, обусловленная кодом белкового синтеза) наделена информацией другого типа-конформацион-ной, которая представляет собой образование белковой молекулы строго заданной формы с определенным пространственным расположением отдельных ее частей. Другими словами, третичная-объемная-структура белковой молекулы детерминирована аминокислотной последовательностью полипептидной цепи, а более конкретно-размером, формой и полярностью радикалов аминокислотных остатков. Эти представления могут служить основой для предсказания конформации белковой молекулы на основании аминокислотной последовательности. Следует указать, однако, что до сих пор представляется интригующей загадкой механизм этой тесной и тонкой связи между аминокислотной последовательностью и трехмерной структурой белковой молекулы. Оказывается, иногда полипептиды почти с одинаковыми последовательностями образуют разные структуры и, наоборот, полипептиды с разными последовательностями формируют одинаковую трехмерную структуру. [24]
Этим функции белка как фермента или апофермента скорее всего не исчерпываются. Взаимодействие с субстратом нередко сопровождается изменением конформации белковой молекулы, и согласно теории, выдвинутой Кошландом, направленные конформационные изменения белка являются важным фактором ферментативного превращения. В отдельных случаях такие изменения зарегистрированы с помощью рентгеноструктурного анализа. Например, карбокснпептидаза А была подвергнута рентгеноструктурному анализу как в отсутствие субстрата, так и в комплексе с глицил - Ь - тирозином. Полость, в которой находится активный центр, существенно сужается при связывании этого субстрата, т.е. наблюдается отчетливый конформационный переход. Кроме того, широко дискутируется и имеет в отдельных случаях убедительные подтверждения гипотеза, согласно которой фермент фиксирует субстрат в конформации, существенно более близкой по своей геометрии к активированному комплексу реакции, чем конформация субстрата, преобладающая у несвязанных молекул. Это, естественно, должно приводить к снижению активационного барьера реакции и способствовать существенному ускорению превращения. [25]
Аналитические данные показывают, что яичный альбумин содержит около 9 остатков тирозина, обнаружить которые титрованием не удается. Ионизацию фенольных групп можно установить спектральным методом, так как известно, что при 295 ммк заметно поглощает только анионная форма остатков тирозина. В яичном альбумине до рН12 5 роста поглощения, характерного для анионной формы фенольных групп, не наблюдается, а затем оно наступает быстро и необратимо. Если затем снизит значение рН, то конформация белковой молекулы оказывается отличной от исходной. Необратимую денатурацию вызывает также нагревание и добавление сильной кислоты или концентрированного раствора мочевины. [26]
Из восьми неспиральных участков молекулы один содержит карбоксильный конец цепи, а остальные находятся в местах изгибов между прямолинейными сегментами. Число аминокислотных остатков в местах изгибов колеблется от нуля до восьми, причем никакой определенной закономерности в распределении аминокислот на этих участках нет. В одном из мест изгиба два спиральных участка соединены одним-единственным остатком пролина. Данные об областях цепи, соединяющих два спиральных участка, особенно существенны, поскольку эти области определяют ( по крайней мере отчасти) конформацию белковой молекулы. В одном случае между двумя спиральными участками находится только остаток аланина. [27]
Несмотря на внешнее несходство, различные представители белков обладают некоторыми общими свойствами. Так, растворы всех белков имеют коллоидный характер. При повышении температуры, действии УФ-излучения или радиации, под влиянием кислот, щелочей и других реагентов происходят изменения физико-химических свойств белков, называемые денатурацией. При этом уменьшается растворимость, теряется биологическая активность. Денатурацию в настоящее время связывают с изменениями конформации белковых молекул. [28]
Несмотря на внешнее несходство, различные представители белков обладают некоторыми общими свойствами. Так, растворы всех белков имеют коллоидный характер. При повышении температуры, действии УФ-йзлучения или радиации, под влиянием кислот, щелочей и других реагентов происходят изменения физико-химических свойств белков, называемые денатурацией. При этом уменьшается растворимость, теряется биологическая активность. Денатурацию в настоящее время связывают с изменениями конформации белковых молекул. [29]
Несмотря на внешнее несходство различные представители белков обладают некоторыми общими свойствами. Так, растворы всех белков имеют коллоидный характер. При повышении температуры, действии УФ-излучения или радиации, под влиянием кислот, щелочей и других реагентов происходят изменения физико-химических свойств белков, называемые денатурацией. При этом теряется биологическая активность. Денатурацию в настоящее время связывают с изменениями конформации белковых молекул. [30]