Cтраница 2
Вклад свободной энергии солевого мостика незначителен. Чтобы оценить вклад солевых мостиков в стабильность белка в растворителе, следует сравнить их электростатическую энергию с энергиями притяжения обоих зарядов к молекулам растворителя, которые по нашей системе подсчета включены в параметр Яцепь. В растворителе заряд притягивает окружающие диполи ( молекул Н2О) за счет электростатического монополь-дипольного взаимодействия. Поскольку соответствующая энергия намного превосходит энергию электростатического притяжения между ионами, результирующая величина ДЯцеПь близка к нулю. Кроме того, стабильность зависит от свободной энергии [ уравнение (3.1) ], а не только от связывающей энергии, в связи с чем необходимо учитывать также изменение энтропии. Поскольку притягивающиеся диполи ориентированы вокруг заряда радиально, вокруг заряженной группы наблюдается более высокая упорядоченность воды - точно так же вокруг неполярной группы наблюдается более высокоупорядоченная квазикристаллическая структура воды. Удаление одного заряда из воды без образования солевого мостика полностью нарушает АСперевос - Поэтог му перенос отдельного заряда внутрь белка или в другие гидрофобные среды, например в мембраны, очень невыгоден при величине АОперенос порядка 10 ккал / моль. [16]
В применении к вакууму взаимосвязь между связывающей энергией и энтропией очевидна, однако такая ситуация мало связана с реальными биологическими условиями. Белкам необходим растворитель, более того, для стабильности белков предельно важны физические свойства растворителя. Так, почти все белки денатурируются в этаноле или в водных растворах, содержащих достаточные количества додецилсульфата натрия ( ДСН) или мочевины. [17]
Все фиксированные мутации белков можно рассматривать как эксперименты природы, которые указывают нам, какие вариации мало влияют на стабильность белка и на динамику свертывания. С другой стороны, случайные и, по-видимому, нефиксирующиеся мутации, как в аномальном гемоглобине, дают примеры вариаций, заметно понижающих стабильность белковой структуры. [18]
С химической точки зрения кератин состоит из полипептидных цепей, образованных 20 различными аминокислотами, относительное содержание которых меняется при переходе от одного вида кератина к другому. Но все типы кератина характеризуются наличием значительных количеств серы, что обусловлено присутствием остатков цистина, которые образуют дисульфидные мостики между цепями. Именно они в основном определяют стабильность белков. В довершение всего цепи соединены различными видами связей: водородными, ионными и ковалентными. [19]
Почти все ( если не все) белки под действием тепла денатурируются. Так, например, тест на стабильность белка состоит в нагревании вина до определенной температуры за заданное время. [20]
Сегодня большие усилия затрачиваются на выделение, изучение свойств и способов использования термофильных микроорганизмов и их ферментов во многих уже применяющихся в промышленности био-катализируемых реакциях. Получаемые при этом преимущества определяются увеличением стабильности белков и их более высокой каталитической активностью. [21]
Для обеспечения стабильности белков следует соблюдать осторожность при добавлении бентонита - его следует вносить в течение первой половины брожения. Добавление бентонита в самом начале брожения приводит к задержке начала ферментации из-за флокуляции дрожжей. При более позднем внесении для обеспечения стабильности белков его приходится добавлять больше, что может привести к преждевременному прекращению брожения. Для определения точного количества вносимого бентонита следует провести лабораторные испытания. Так как образующиеся во время брожения спирты денатурируют и осаждают некоторые белки, то испытания на соке могут привести к чрезмерному осветлению вина. Для достижения стабильности белков при осветлении сока бентонитом в ходе брожения его требуется меньше, чем при добавлении бентонита сразу же после окончания брожения. Такой способ достижения стабильности белков применяется при порционнной технологии производства вина с тем дополнительным преимуществом, что после брожения не требуются дополнительные операции и уменьшается возможность его окисления. [22]
Аномальные гемоглобины иллюстрируют возможные последствия случайных мутаций. Однако даже консервативные замены могут привести к серьезным последствиям, как было обнаружено на примере аномального гемоглобина Сиднея [493], в котором в положении 67 3-цепи вместо Vai содержится Ala. Замещение двух метальных групп атомами водорода расшатывает группу тема и значительно снижает стабильность белка [494] и тем самым стабильность эритроцита. [23]
Пептидные связи синтезируются строго контролируемым путем на рибосомах. Они могут менять свою конфигурацию при довольно низких затратах свободной энергии. Это помогает организму быстро приспосабливаться к флуктуациям окружающей среды -) Кесткость пептидной связи вносит существенный вклад в стабильность белка. Стабильность полипептидной цепи увеличивается в результате взаимодействий атомов основной цепи, а также атомов основной и боковых цепей. Геометрические условия удовлетворительно описываются с помощью карт потенциальной энергии, которые могут также учитывать гибкость основной цепи. Пеп-тидная связь имеет явные преимущества перед ыс-связью, поскольку не вносит столь серьезных структурных ограничений, как цис-связь. [24]
В этом проявляется комплементарность профилей химической ( электронной) и конформационной энергий ( см. стр. Можно предположить, что изменение конформационной стабильности белка как целого коррелирует с конформационной свободной энергией многостадийного процесса. Промежуточные формы, возникающие в реакции с ААТ, моделируются комплексами холофермента с ингибиторами, останавливающими реакцию на различных стадиях. Была изучена денатурация таких комплексов. Из значений с т, согласно Тенфорду ( стр. Установлено, что конформационная стабильность на разных стадиях процесса различна. Формы, обладающие наименьшей химической энергией, в конгруэнтной системе имеют наибольшую конформационную энергию. [25]
Остатки на поверхности белка заменяются чаще, чем внутренние. Как показывает рис. 7.1, б, частота замен аминокислотных остатков в данном белке сильно зависит от положения в полипеп-тидной цепи и от расположения в трехмерной структуре. Как правило, остатки на поверхности заменяются чаще, чем внутренние. Поскольку наружные остатки имеют менее существенное значение для стабильности белка, чем внутренние, это правило отражает важность сохранения стабильности для функции белка. Исключение составляют остатки на поверхности, непосредственно участвующие в функционировании белка, как, например, остатки, образующие каталитически активные центры ферментов, остатки в местах связывания субстратов, кофакторов, простетических групп, аллостерических эффекторов, или центры связывания макромолекул. Так, у цитохро-ма с, который взаимодействует с другими макромолекулами и присоединяет простетическую группу, на поверхности практически отсутствуют неактивные участки. [26]
Весьма близкие по электронному строению системы, содержащие соответственно С-О - СН3 - и С - Н - группы, дают разные кривые. Известно, что наличие - О - СН3 препятствует образованию альдиминной связи с ДАТ ( см. стр. Напротив, кривые для аминоформы и холофермента, восстановленного NaBH4, практически совпадают, несмотря на то, что в первом случае альдиминная связь отсутствует, а во втором она очень прочна. Эти результаты непосредственно показывают, что электронные изменения в активном центре сильно сказываются на конформационной стабильности белка. О том же свидетельствуют данные, полученные для мио-глобина ( см. гл. [27]
Для обеспечения стабильности белков следует соблюдать осторожность при добавлении бентонита - его следует вносить в течение первой половины брожения. Добавление бентонита в самом начале брожения приводит к задержке начала ферментации из-за флокуляции дрожжей. При более позднем внесении для обеспечения стабильности белков его приходится добавлять больше, что может привести к преждевременному прекращению брожения. Для определения точного количества вносимого бентонита следует провести лабораторные испытания. Так как образующиеся во время брожения спирты денатурируют и осаждают некоторые белки, то испытания на соке могут привести к чрезмерному осветлению вина. Для достижения стабильности белков при осветлении сока бентонитом в ходе брожения его требуется меньше, чем при добавлении бентонита сразу же после окончания брожения. Такой способ достижения стабильности белков применяется при порционнной технологии производства вина с тем дополнительным преимуществом, что после брожения не требуются дополнительные операции и уменьшается возможность его окисления. [28]
Холодостойкость растения в целом развивается несколькими этапами. По мере приближения конца периода вегетации скорость роста замедляется и начинается накопление углеводов. Накопление запасных питательных веществ в этот период объясняется отчасти тем, что они не используются на рост и дыхание. Они перемещаются в другие части растения, главным образом в корни, где сохраняются в течение зимы в виде нерастворимых жиров и крахмалов и используются, по крайней мере частично, на дыхание. В этот же период вода в отдельных клетках перемещается из протоплазмы в вакуоли. Эти изменения в соотношениях воды и доступности определенных углеводов стимулируют стабильность белков протоплазмы, которые зимой содержат больше связанной воды, чем летом. По-видимому, происходят поверхностные явления в прото-плаздгенных коллоидах, так как последние не свертываются и не осаждаются столь легко. С наступлением зимы концентрация коллоидальных и растворенных веществ значительно возрастает по сравнению с летом, что способствует повышению устойчивости к низким температурам. Экспериментально отрезки стеблей шелковицы белой ( Morus alba) сохранялись живыми при температуре - 195 С в течение 160 дней. [29]
Для обеспечения стабильности белков следует соблюдать осторожность при добавлении бентонита - его следует вносить в течение первой половины брожения. Добавление бентонита в самом начале брожения приводит к задержке начала ферментации из-за флокуляции дрожжей. При более позднем внесении для обеспечения стабильности белков его приходится добавлять больше, что может привести к преждевременному прекращению брожения. Для определения точного количества вносимого бентонита следует провести лабораторные испытания. Так как образующиеся во время брожения спирты денатурируют и осаждают некоторые белки, то испытания на соке могут привести к чрезмерному осветлению вина. Для достижения стабильности белков при осветлении сока бентонитом в ходе брожения его требуется меньше, чем при добавлении бентонита сразу же после окончания брожения. Такой способ достижения стабильности белков применяется при порционнной технологии производства вина с тем дополнительным преимуществом, что после брожения не требуются дополнительные операции и уменьшается возможность его окисления. [30]