Cтраница 2
Ингибиторы ферментов широко используются в экспериментальных исследованиях в области биохимии, физиологии, цитологии, генетики для изучения механизма каталитического действия ферментов, установления природы функциональных групп белков, для выяснения роли различных ферментативных процессов в обмене веществ. [16]
Действие на ферментные системы в большей мере свойственно четырехвалентному урану, который образует более прочные комплексы с белками, так как, по-видимому, в противоположность слабо или совсем нереагирующему с сульфгид-рильными группами шестивалентному металлу четырехвалентный уран имеет большое сродство к этой функциональной группе белков, что подтверждается осаждением сульфгид-рильных ферментов в модельных опытах. [17]
При сравнении заряда белка, найденного из электрофореза, с данными, полученными титрованием, следует иметь в виду, что первый метод в принципе должен давать полный заряд частицы, а второй - только заряд, связанный с присоединением и диссоциацией протонов. Между тем функциональные группы белка могут связывать и другие ионы электролитов как положительные, так и отрицательные. Кроме того, величина заряда влияет на подвижность макромолекулы не только непосредственно, но и косвенно, влияя на ее размеры. [18]
При сравнении заряда белка, найденного из электрофореза, с данными, полученными титрованием, следует иметь в виду, что первый метод в принципе. Между тем функциональные группы белка могут связывать и другие ионы электролитов как положительные, так и отрицательные. Кроме того, величина заряда влияет на подвижность макромолекулы не только непосредственно, но и косвенно, влияя на ее размеры. [19]
Аналогичная ситуация реализуется, по-видимому, также и в ферментативных реакциях. Взаимодействие с субстратом одной функциональной группы белка может быть усилено за счет участия в реакции какой-либо другой, рядом расположенной группы нуклеофильного или электрофильного характера. [20]
В данной главе на примере взаимодействия с небольшим числом ионов металлов рассматриваются основные группы атомов в аминокислотах и пептидах, потенциально способные к связыванию металла. Прежде чем обсуждать эти взаимодействия, отметим, что связывание металла функциональными группами белка может отличаться от связывания металла такими же группами в малых пептидах двумя важными особенностями. [21]
Одним из наиболее очевидных различий между природным белком и его химически измененным производным является различие в их растворимости. Этого следовало ожидать, так как обычно реакции, в которые вступают функциональные группы белков, приводят к потере или к приобретению заряженного остатка, а растворимость белка представляет собой функцию количества заряженных групп и их взаимодействия с компонентами среды. Например, при этерификации и ацилировании могут блокироваться многие карбоксильные или аминогруппы, а при дезаминировании отщепляется большое количество аминогрупп. Сульфатирование и фосфорилирование совершенно изменяют растворимость белков. При гуанидировании, во время которого происходит только обмен аминогруппы на гуанидинную группу, растворимость сывороточного альбумина настолько резко уменьшается, что продукт реакции ведет себя подобно эвглобулину. Однако растворимость плакальбумина при рН 4 7 в 30 % - ном растворе сернокислого аммония в 16 раз превосходит растворимость яичного альбумина. [22]
Для решения этой важной для медицины ( особенно для хирургии) задачи еще 25 - 30 лет тому назад предложено применение монокарбоксицеллюлозы - препарата модифицированной целлюлозы, в которой действием двуокиси азота первичные гидроксильные группы полностью или частично окислены до карбоксильных групп. Ионы, связанные с введенными в макромолекулу целлюлозы карбоксильными группами, взаимодействуют с функциональными группами белков, входящих в состав крови, вызывая их коагуляцию и быструю свертываемость крови. Однако монокарб-оксицеллюлоза мало устойчива к действию горячей воды, что исключает стерилизацию и повторное использование таких материалов. Это обстоятельство, а также сравнительная сложность проведения избирательного окисления целлюлозы в производственных условиях значительно ограничивают возможность практического использования этого продукта. [23]
Это краткое резюме одного из примеров показывает, что следует подбирать такие условия, которые являются наиболее благоприятными для проявления специфичности реакции, причем каждый белок необходимо изучать с помощью нескольких реагентов. В табл. 1, взятой из работы Олькотта и Френкель-Конрата [19], перечислены действующие на функциональные группы белков реагенты и указана их относительная реакционная способность в условиях максимальной специфичности. Относящиеся сюда подробности можно найти в соответствующей литературе. [24]
В итоге приходим к выводу, что конформационно-сольватационные изменения в активном центре, осуществляющиеся при ( и за счет) сорбции субстрата на ферменте, приближают комплекс Михаэлиса ( или, соответственно, ацилфермент) к переходному состоянию химической стадии ( см. гл. Не исключено, что именно при этом происходит тонкая настройка по отношению друг к другу функциональных групп белка, входящих в составной нуклео-фил активного центра. [25]
Белок является полифункциональным соединением, в котором каждый аминокислотный остаток выполняет определенную роль в поддержании нативиой конформации или проявлении биологической функции. Если используются модифицирующие агенты достаточно широкой специфичности, конечный результат зависит от доступности тех или иных функциональных групп белка в данных условиях. Этот прием широко применяется и для исследования топографии мембранных белков, когда доступными действию так называемых непроникающих реагентов оказываются лишь группировки, расположенные вне мембраны. [26]
Было исследовано лишь очень небольшое число превращений одних функциональных групп белка в другие. В то время как применение большинства методов получения производных белков сопровождается радикальными изменениями природы одной или нескольких функциональных групп белка ( нередко с заметным изменением заряда или кислотности), в описываемом случае происходит только замена аминогруппы на гуанидинную группу, обладающую несколько более сильными основными свойствами. [27]
Флуоресцентные зонды и метки являются удобным инструментом для исследования биологических мембран и мембранных ферментов. Использование зондов разной природы, способных связываться с белками или встраиваться в различные области липидного бислоя, а также меток, ковалентно реагирующих с функциональными группами белков или липидов, позволяет получить ценную информацию о состоянии и подвижности белка в мембране, состоянии липидного матрикса, характере белок-белковых и белок-липидных взаимодействий. [28]
Предложено много гипотез, касающихся роли ионов металла в ферментативных реакциях. Не рассматривая эти гипотезы подробно, отметим основные общие положения: 1) металл способствует связыванию субстрата с ферментом и входит в состав активного центра; 2) комплекс металла с субстратом является фактически активированным субстратом и 3) образование комплекса между металлом и функциональными группами белка способствует поддержанию третичной структуры белка в кон-формации, необходимой для выполнения каталитической функции. Клотц [187], основываясь на данных об участии ионов металлов в связывании пиркдин-2 - азо-л-диметиланилина сывороточным альбумином быка, предположил, что для пептидаз, требующих наличия иона Мп ( П) - слабого комплексообразователя, роль иона металла состоит не в связывании субстрата в основном состоянии. [29]
Слабое антисептическое действие дубильных веществ определяется их фенольным характером. Очень значительное влияние на перевариваем ость белков оказывает взаимодействие дубильных веществ с белковыми. При этом взаимодействии фенольные гидроксилы связываются функциональными группами белков, в результате чего за - дубленные белки становятся неассимилируемыми и биологически неразрушаемыми действием микроорганизмов. [30]