Определенные аминокислота
Cтраница 3
Второе важное отличие состоит в том, что ферменты действуют очень избирательно. Химотрипсин, например, гидро-лизует не все амиды, а лишь амиды определенных аминокислот. Селективность ферментов настолько велика, что большинство из них действует только на одну из двух энантиоморфных форм рацемата оптически активного субстрата. Специфичность действия ферментов связана с тем, что субстрат должен иметь форму, в точности соответствующую данному месту в молекуле белка, поскольку третья характерная черта реакций, катализируемых ферментами, связана с образованием комплекса фермента с субстратом до того, как фермент катализирует реакцию. [31]
Белки синтезируются на рибосомах из отдельных аминокислот, образуемых самими микроорганизмами. Исключение составляют некоторые ауксотрофные мутанты, для которых необходимо присутствие в среде определенных аминокислот. Биосинтез аминокислот в клетке идет ферментативно из неорганического азота и различных соединений углерода, например продуктов аэробного или анаэробного разложения углеводов. [32]
На рис. 5.1 приведены некоторые доступные синтетические акцепторные соединения. Пространственные модели дают возможность находить акцепторные структуры, способные связывать в качестве доноров определенные аминокислоты. Например, главное при создании акцептора - это вопрос влияния взаимного расположения центров связывания на их связывающую способность. [33]
Обычно время полужизни белков составляет от нескольких минут до нескольких часов. Такая вариабельность обусловливается различиями в числе дисульфидных связей в белковых молекулах и наличием или отсутствием на 5 -конце определенных аминокислот. [35]
Гидролиз приводит к распаду полнпептидных связей с образованием свободных аминокислот. Ферменты, разрушающие пептидные связи ( протеазы), обладают обычно селективным действием - разрушают связи только между остатками определенных аминокислот, так что при гидролизе с участием одного из ферментов могут образоваться вместо отдельных аминокислот высокомолекулярные продукты. [36]
Возможной конформационной ролью водородных связей типа ионных пар в белках является повышение их термической устойчивости. Перутц и Рейд [178] провели сопоставление последовательностей аминокислот в ферре-доксинах, полученных из мезофильных и термофильных бактерий, и воспользовались атомной моделью для сравнения влияния замещений определенных аминокислот в предположении, что структуры всех ферредоксинов идентичны. Результаты этих авторов ясно показывают, что возможное образование внешних ионных пар, связывающих остатки вблизи концевой аминогруппы с другими остатками вблизи концевой карбоксигруппы, может быть ответственно за повышенную термическую устойчивость термофильных ферредоксинов. Перутц и Рейд обратили также внимание на то, что большие ( 20-кратные) различия в скоростях термической денатурации должны соответствовать разнице в свободной энергии активации менее 2 5 ккал / моль, а это значение согласуется с суммарной свободной энергией дополнительной стабилизации, обеспечиваемой несколькими ( 2 - 4) дополнительными водородными связями типа ионных пар. [37]
Классификация протеаз на протеиназы и пептидазы обоснована с физиологической, но не с химической точки зрения. Точное исследование специфичности протеаз показало, что пепсин и трипсин гидролизуют не только природные белки, как было принято считать, но и низшие пептиды, если последние состоят из определенных аминокислот. Специфичность различных ферментов могла быть установлена ( вследствие их выделения в чистом виде) исследованием их действия на большое числе пептидов, полученных из различных аминокислот ряда L, методом карбобензилоксилирования. Бергманом и его школой после 1932 г.) установлено, что все протеазы являются, по существу, пептидазами. [38]
Получающиеся в результате этих реакций полиамины имели при разделении в газовом хроматографе заметно меньшие удерживаемые объемы и давали более острые пики. С помощью масс-спектро-метрии все изучаемые пептиды можно было идентифицировать в виде как полиаминоспиртов, так и полиаминов. Определенные аминокислоты в ходе двукратного восстановления теряют некоторые структурные особенности, а образующиеся из них продукты дают при масс-спектрометрии пики с одинаковым числом единиц массы и, следовательно, становятся неразличимыми. К ним относятся Ала и Сер, Вал и Глу, Про и Опр, а также а-аминомасляная кислота, Тре и Асп. [39]
Этот смешанный полинуклеотид, для которого известна относительная частота восьми возможных триплетов, используют в качестве посредника в бесклеточной системе в двадцати различных опытах; в каждом опыте испытывается смесь из двадцати аминокислот, причем одна из них ( всякий раз другая) мечена. И оказывается, что для цистеина и валина относительная радиоактивность равна 20, для глицина - 4, а для триптофана - 5, как это и было предсказано теорией. Итак, искусственный посредник включает определенные аминокислоты в той пропорции, которая в точности соответствует содержанию в нем определенных триплетов. На этом основании вполне допустимо связать отдельные триплеты с соответствующими аминокислотами. [40]
Способы выделения аминокислот многообразны, и этому вопросу посвящена весьма обширная литература. Некоторые белки служат хорошим сырьем для получения определенных аминокислот; клейковина ( глютен) пшеницы служит основным сырьевым материалом для производства L-глутаминовой кислоты; глютен кукурузы - хороший источник для выделения L-лейцина и L-тирозина; L - ap - гинин можно получить из желатины и из крови. Продажные препараты L-аспарагина получают из побегов спаржи ( ср. [41]
Из многочисленных данных, приведенных в настоящей главе, следует, что большое число белков является либо ферментами, либо апоферментами. Хотя у нас нет сомнений в том, что ферментативная активность белков обусловлена специфическими особенностями химического строения белковой молекулы, однако мы до сих пор не знаем ничего определенного об этих особенностях. Дальнейшие исследования должны показать, зависит ли ферментативная активность от наличия в белках значительных количеств определенных аминокислот, или от специфического их расположения, или, наконец, от каких-нибудь других факторов. [42]
Первые три из указанных белков относятся к группе протаминов и отличаются весьма высоким содержанием аргинина. В целом в белках содержание аргинина сильно колебалось. В окончательном варианте гипотеза о протаминовых ядрах могла быть сформулирована следующим образом: протамины образуются в результате присоединения незначительного числа различных, но строго определенных аминокислот к комплексному соединению аргинина неспецифической природы, общему или весьма близкому для всех видов белков. Усложнение молекулы белка происходит в результате присоединения большого числа самых разнообразных аминокислот, а наиболее сложные белки образуются в результате присоединения к протаминовому ядру не только различных аминокислот, но и некоторых специфических крупных структурных единиц. [43]
Когда добавка состояла из синтетической РНК, содержащей только один нуклеотид, а именно урацил, образовывался пептид, состоящий почти исключительно из фенилаланина. Дальнейшее развитие подобных опытов позволило сделать большие успехи в расшифровке генетического кода-определить, как именно в молекуле РНК записан приказ включать в молекулу белка определенные аминокислоты. [44]
Взаимодействия микробов с жертвами имеют химическую природу, поэтому ими можно управлять посредством химических воздействий. Так, в условиях эксперимента удается предотвратить развитие пятнистой болезни сахарного тростника, если до начала микробного влияния растение насытить альфагалактозидом. Молекулы его соединяются с мембранной мишенью паразитов и делают ее некомплементарной для агрессоров. Точно так же введение определенных аминокислот в организм яблони делает ее неприкосновенной для возбудителей яблоневой парши. Обработка эритроцитов человека глутаровым альдегидом предотвращает их взаимодействие с реовиру-сами. Куриные эритроциты после такой же обработки становятся устойчивыми к стафилококковому токсину, однако их способность взаимодействовать с вирионами гриппа при этом не нарушается. Изменение химической структуры эритроцитов с помощью фермента проназы делает их иммунными к стафилококковому токсину. Этот фермент удаляет с поверхности клеток те молекулы, к которым прикрепляется данный токсин, начиная процесс разрушения клетки. Однако обработка тех же клеток другим ферментом - сиалидазой не влияет на их чувствительность к стафилококковому токсину, так как сиалидаза не затрагивает те химические компоненты клеточных оболочек, с которыми связано действие данного токсина. В этом проявляется специфичность механизмов наследственного конституционального иммунитета, обусловленная уникальностью молекулярных средств взаимодействия в системах микроб - жертва. [45]
Страницы: 1 2 3 4