Biokhimia_T1_Strayer_L_1984 (1123302), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Какой понадобится дополнительный реактив, если в белке имеются дисульфидные связи? г) гидролиз пептндных связей по карбоксильной группе ароматических аминокислотных остатков; д) расщепление пептидных связей по карбоксильной группе метионинов; е) гидролиз пептидных связей по карбоксильным группам остатков лизина и аргинина? 2. Какое значение рН следующих растворов: а) 10 ' н. НС1; б) 10 ' н.
Л)аОН; в) смеси равных объемов 0,1 М уксусной кислоты и 0,03 М уксуснокислого натрия; г) смеси равных объемов 0,1 М глицина и 0,05 М Л)аОН; д) смеси равных объемов О,! М глнцина и 0,05 М НС1? 3. Каково соотношение основания и кислоты при рН 4, 5, 6, 7 и 8, если рК кислоты равно 6? 4. Мышечный белок тропомиозин представляет собой суперспираль состоящую из двух ц-сиирализованных тяжей. Масса этого белка — 70 кДа. Средняя масса одного аминокислотного остатка около 110 Да. Рассчитайте длину молекулы.
5. Для расщепления пептидных связей в белках используют безводный гидразин. Каковы продукты реакции? Как можно было бы воспользоваться этим методом для идентификации С-концевой аминокислоты? 6. Адренокортикотропный гормон человека представляет собой полипептид со следующей аминокислотной последовательностью: Бег-Туг-Бег-Ме1-О!и- Н)я-РЛе-Агй-Тгр-О!у-Ьуя-Рго-Уа1-01у-ЬуяЬуя-Агй-Агй-Рго-Уа!-ЬумУа1-Туг-Рго-АврА!а-О1у-О!п-Аяр-О!и-Бег-А1а-О)п-А!а-РЛеРго-Ьеп-О!ц-РЛе.
а) Рассчитайте примерно общий заряд этой молекулы при рН 7, приняв„что значения рК боковых цепей аминокислот равны приведенным в табл. 2.3, и считая рК концевых — Л!Н;- и — СООН-групп равными соответственно 7,8 и 3,6. б) Сколько получится пептидов при обработке гормона бромистьпч цианом? 7. Этиленимин реагирует с боковыми цепями цистеина в белке с образованием $-аминоэтильных производных. Пептидные связи, образованные карбоксильными группами этих модифицированных цистеиновых остатков, гидролизуются трипсином. Почему? 8.
Выделен фермент, катализирующий обменные реакции между дисульфидными и сульфгидрильными группами. Неактивная «разболтанная» рибонуклеаза под действием этого фермента быстро превращается в каталлитически активную форму. С другой стороны, этот же фермент быстро инактивируется под действием инсулина. Какой вывод относительно взаимосвязи между последовательностью аминокислот в инсулине и его трехмерной структурой можно сделать на основании этого факта? Дополнительные вопросы смл 5Уое1 3У,В., 5У11воп 1.Н., ВепЛож В.М., Ноод 1.,Е. В1осЛеппвггу: а РгоЫеш АрргоасЛ, Веп)аппп, 1974, гл. 2, и Мопгйошегу В.
Н., Ячгепяоп С.А. Опапйга11че РгоЫегпв ш 1Ле ВюсЛепнса! Яс1епсш, 21Л ег!., Егеешап, 1976, гл. 6 — 8. гллвл з. Переносчики кислорода- миоглобин и гемоглобин Переход от анаэробного существования к аэробному — важнейший этап эволюции, иба ан открыл богатейшие источники энергии. В присутствии кисларала из глюкозы можно получить в 18 раз больше энергии, чем в его отсутствие. В холе эволюции у позвоночных выработались два основных механизма, обеспечивающих снабжение клеток постоянным и достаточным количествам кислорода.
Первый — это система кровообращения, которая активно поставляет клеткам кислород. Если бы не было системы кровообращения, та размеры аэробных организмов не превышали бы миллиметра, поскольку диффузия кислорода на большие расстояния оказалась бы слишком медленной и отставала бы от потребностей клеток. Второе важнейшее приспособление для снабжения клеток кислородом — это появление в процессе эволюции специальных молекул — переносчиков кислорода, позволившее преодолеть ограничения, накладываемые низкой растворимостью кислорода в воде. У позвоночных переносчиками кислорода служат белки гемоглобин и миоглобоп. Гемоглобин, содержащийся в эрнтроцитах, выполняет функцию переносчика кислорода кровью. Наличие гемоглобина резко увеличивает способность крови переносить кислород — с 5 до 250 мл О, в расчете на один литр крови.
Гемоглобин играет также жизненно важную роль в транспорте углекислого газа н ионов водорода. Миоглобин, находящийся в мыпщах, выполняет функцию резервного источника кислорода и облегчаез з рапопорт кислорода в мыпщах. Часть 1 Конформация и динамика Рнс. 3.1. Изображение эритроцита, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа.(Печатается с любезного разрешения д-ра М. Оон1тап и д-ра й. ЕеК) 3.1.
Кислород присоединяется к простетической группе гема Способность мио~ лабина н гемоглобина связывать кислород обусловлена наличием в ннх иеполипептидного компонента, а именна гема. Гем определяет также красный цвет этих белков. Вообще очень многие белки содержат прочносвязанные специфическис неполипептидные компонентыы, необходимые лля проявления биологической активности. Такие компоненты получили название прогтеточеекох групп. Белок, лишенный своей прастетической группы, называют опопрогпеином. Гем состоит из органической части и атома железа.
Органическая часть — прогпопорфорин -образована из четырех пиррольных ~руин, Четыре пиррала соединяются метиленовыми мостиками, образуя тетрапиррольное кольцо. К нему присоединены 4 метильные, 2 винильные и 2 пропионатные боковые цепи. Возможны 15 вариантов пространствеинага расположения этих замести- Иэображение эритроцитов (двояковогнутой формы) и лейкоцитов (округлые) в мелком кровеносном сосуде, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа. (Кеазе1 В.С., Кагдоп )с.
Н. Тпипея апд Огяапз, %.Н. ггеегпап апб Согпрапу, 1979.) гелей. В биологических системах присутствует только один из изомеров, называемый протопорфирнн 1Х. Атом железа в геме присоединен к 4 атомам азота в центре протопорфнринового кольца (рис. 3.2 и 3.3). Железо может давать еще дополнительные связи — по обе стороны плоскости гема. Эти направления связей обозначают как пятое или шестое координационные положения, Атом железа в геме может быть в ферроформе (+ 2) илн ферри- форме (+ 3).
Соответствующие формы гемоглобина называют феррогемоглобин или ферригемоглабин. Ферригемоглобин называется также метгемоглобином. Только феррогемоглобин (+ 2) способен связывать кислород. Аналогичная номенклатура применима и к миоглобину. 3. Переносчики кислорода— миоглабнн и гемоглобин соо- соо/ сн, сн, / сн, „сн, / с с с Н,С ~~ -С~~ 'С~ ~~ СН, ,с — ьй( ь( — с нс 'сн с — м наз — с н,с / ) ! Ъ с с с — сн с ~~ с~~ гС з сн / з Й з -сн Протоворфирнн ЗХ соо соосн, сн, / сн, „сн, с с с / Н,С ~~ -с~~ 'с ~~ СН, с=а(' н — с ~~С-.С~~ С,, С,,С вЂ” СНз Н с112 Гоы (Ев-вротопорфнрнн !Х) 3.2.
Реип.енеструитурный анализ кристаллов выявляет пространственное расположение атомов Выяз)ление трехмерной структуры миоглобина Джоном Кендрью (Ю. Кепдгезв) и гемоглобина Максом Перутцом (М. Регпзх) явилось выдающимся достижением молекулярной биологии. Эти исследования, успешно завершенные в конце 50-х годов, доказали применимость рентгеноструктурного анализа (рентгеноструктурной кристаллографии) для изучения структуры таких макро- молекул, как белки.
До 1957 г. самой большой из исследованных этим методом молекул был витамин Вьп молекулярная масса которого на порядок меньше молекулярной массы миоглобина (17,8 кДа) или гемоглобина (66 кДа). Определение пространственной структуры этих белков послужило огромным стимулом для развития белковой кристаллографии. Проводятся исследования по установлению пространственной структуры большого множества различных белков. Более чем для 50 белков пространственная структура к настоящему времени изучена уже детально.
Рентгеноструктурный анализ вносит большой вклад в наши представления о структуре и функз/ии белков, потому что это единственный метод, выявляющий пространственное расположение большинства атомов в белке. Ценным источником информации о структуре биологических макромолекул может служить также электронная микроскопия, однако пока еще она не позволяет выявить Часть ! Конформации и динамика з Ео — ы н— лГ ' з Пвоокооть рвоповожения гоно Атом железа в геме способен образовывать шесть связей. Четыре из них расположены в плоскости гема. Пятая находится по одну сторону от этой плоскости, шестая -по другую.
Расположение связанных с железом атомов называют также координационными положениями. Рис. 3.2. архитектуру молекулы на уровне атомов. Прежде чем обратиться непосредственно к пространственной структуре миоглобина н гемоглобина, рассмотрим некоторые основные аспекты метода рентгеноструктурного анализа. Прежде всего анализируемый белок должен быть выделен в кристаллическом виде. Миоглобин, например, кристаллизуется при добавлении сульфата аммония к концентрированному раствору белка (рис. 3.4). В концентрации 3 М сульфат аммония значительно снижает растворимость миоглобнна и тем самым приводит к его кристаллизации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
