2 (1125755), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Однако эта стереаспецн. .! нчносгь может быть обращена: прапззодные о-аминокислот могут гпдролпзозатья быстрее з случае таких соединений, где полярность групп, находящихся а цепи, арагнзополажнз обычной, и соответствии со схемой место гпдрсаизв р и Мппае ! зг"о Еопеа полярная с -С, полярная группа ' ! ус гптнин ЯН ' ИН Р Обычпзп пвптидаая цепь; Иептидаая цепь.
содержащая т;и»амар гндроапзуагал аьюапополнпиые боковые цепи, быстрее П-а»амар гпдроаизуаа»я быстров Огсюда следует, что активный учзсток обладаег большим срадстзом к более полярным группам на одной старане и н менее полярным группам — па другой с »оране. Такие особенности попадания были четка пралеионстрироааны н для фер: еататнаных реакций других типов. Другие гпдралнтзчаскне ферменты »югу» проявлять бальщщо, чем хнмогрнпспн, специфичность прн катализе н большую селектнанбсгь а атно»йенни геаметрн.
мских нзомероа, с которыми онп реагируют. Тзк, действие уреззи полностью специфично, и ее дейстзпе распространяется только па реакции гндралнза мочеанны »о двуокиси углерода и аммиака; болыпипстао гидролитпчесхпх ферментов можно аспальзозать для разделения производных о и п-аминокислот, пропадя с их па.
мощью селективный гндроляз производного одного только с-пзамарз. Улралаяеяпл ло-лд, Прнаеднте схему, согласно которой гндролитнческий фер. мапт может быть использован для разделения пдгаланина, Некоторые ферменты взаимодействуют со своими субсгратами только в сочетании с другими соединениями, называемыми кофермснтамн. Кофермент обычно ие является белком; ои представляет собой органическую молекулу значительно более простого строения, чем фермент, и образование комплекса фермент — кофермент обратимо. Данный кофермент может действовать в сочетании с раза» Аминокислоты, пептиды, Белки и Ферменты 133 ГЛАВА ЗО 132 л ичными ферментами; при этом его действие направляется на различные субстраты.
Выше уже упоминался один ээз кофермеитов — никогинамидадеинндинуелеотид * (НАДбэ), иоторый в сочетании с ферментом алкогольдсгпдрогеназой (АДГ) окисляет этанол в ацетальдегнд с образованием восстановленного кофермента (НАД-Н) и ацетальдегида (1, разд. 17.8). н н СО)ЧН сонн АДГ +сн,сн,он — ~~ +сн,сно+нб) бэс» и НАДЕ) Реакция, по.видимому, протекает полностью стереоспецифичпо и в случае СНвС! ИОН отрывается либо только 1), либо только Н в зависимости от того, какой нз оптических нзомеров попользуется в качестве исходного вещества.
Для того чтобы кофермент мог принять участие в окислении других молекул спирта, он должен отдиссопнпровать от АДГ и вступить в контакт с новой молекулой фермента, а также должен быть регеяерирован в НАДЖ прн действии подходяп)его окислнтельного агента. Последовательность такого рода реакций окисления — восстановления привод»ту в конечном счете к тому, что кислород воздуха потребляется в качестве первоначального окпслнтельного агента.
Группа Гс в НАД'з представляет собой сочетание сахара о-рибозы с аленином и ппрофосфорной кислотой (полностью структура приведена ниже, Х1). никотннвмид 1 влснлн э о 1 ЫНв и э э » э <», ы » л о н » 1 - В- рнбоэв анрофосфорчвв П-рибаэв кислота инкотинвмиавдсиинлииуклсоп!л »ИА»Д ® ) эхп и Зто соединение часто называют сдифосфаиириднинуклеатидам» (»тПН'-).
Исиальзуемае здесь название рекомендовано Международным биохимическим союзом. Способ, которым осуществляется связь кофермента с ферментом, неизвестен, Действие многих ферментов связано с участием в качестве кофермента витаминов В, Простейшим примером может служить карбоксилаза, которая в сочетании с тнамиипирофосфатом катализирует декарбоксилирование таких сс-кетокислот, каи пировнноградная.
О О 0 ОН 1 зсоэ 11 1 2СНс — С-С-ОН вЂ” * СН,— С вЂ” СН вЂ” СН, лиравиэютрвдввв саитова кислота Тиамни (ХП), необходимая составная часть пищи человека (витамин Вг), содержит большое число функциональных групп; способ, которым может действовать тиамин, способствуя декарбоксилированию пировиноградной кислоты и образованию ацетона, является далеко не очевидным. Удивительно, что важной стадией оказывается ионизация водорода в положении 2 тиазольного (содержащего серу н азот) цикла.
сн, в ' снснв,о ц Онэ-(т' '~ Нв.)Ч ! =~~- ОН ~~~ Хт Н Ы ~~ 8 Н О соирвисниов основание тивмннв тикмин (Цк»Н) ОН ОН тнвмнниирофосфвт 1ц и -тв-О-т» ОН) и и о о гхп) Улралаиенма 30-37, Обънсните, кикин обрвзоч саирнжсиное основвнис тивмннв ттожст взаимодействовать с пиравинатрвдной кислотой, образун промежуточное соединение, которое саасабна легко декзрбоксилировлтьси (1, рлзд.
16-5). Дополните наследаввтельнесть превращений, ирнаадищую к абрвзоввинэо вистонии. 20-10. Биосинтез белков Одна из интереснейших ифундамеитальных проблем, связанных с синтезом белка в живой клетке, заключается в выяснении того, что заставляет аминокислоты„входящие в состав белка, соединяться между собой в последовательности, строго определенной для белка каждого типа.
С этим тесно связан вопрос о том, каким образом информация о последовательности аминокислот вос. ГЛАВА за 134 13» нс « НО6Н, Н О з а н 2-он«нннрн. надин производится в каждом новом поколении клеток. В настоящее время известно, что существуют вещества, содержащиеся в хромосомах клеточных ядер, ответственные за генетический контроль в растениях и живспиых.
Химический анализ хромосом показал, чта они состоят из гигантских молекул дезоксирибонуклеапратеидов, которые представляют собой дезокснрибануклеииовые кислоты (ДНК), связанные с белком. Установлено, что генетическую информацию при биосннтезе ферментов и других белков несет не белковая компонента нуклеапротеида, а ДНК; поэтому в настоящем разделе осиаипое внимание будет уделено ДНК и прежде всего ее структуре. Заметим, что участки ДНК представляют собой химический эквивалент генов Менделя — единиц наследственности.
20-! 1 ° СтРУгстУРи ЛИК Роль ДНК в живых клетках аналогична роли перфорированной ленты, яспольз)смой прп авгамэсигчсскам управдейии револьверньыг станкам,— ДНК служит источником информации для развития клетки, включая синтез необходимых ферментов и такое самокопираванпс, которое требуется для воспроизведения путем клеточного деления. Очевидно, чта ДНК живого организма одного вида не должна быть точно такои же, как ДНК организмов другога вида. Невозможна поэтому говорить о конкретной структуре ДНК; не имея при этом в виду определенного вида организма, которому ана присуща. Тем не менее основные особенности структуры ДНК окаэалцсь одинаковыми для многих типов клеток, и в дальнейшем изложении остановимся прежде всего иа этих основных чертах структуры.
Прежде всего молекулы ДНК необычайно велики — настолько, чта мх ьюжно видеть на фотографиях, сделанных с помщцью электрсппюга микроскопа. Их молекулярные массы существенно варьируют, на типичными являются величины от! 000000 до 4000000000. Рентгспоструктурный анализ наказывает, чта ДНК построена нз двух молекул, представлякнцих собой длинные цепи, каждая из которых обвивает другую таким образом, что возникает двойная спираль, шпрнпа которой близка к 20 А. Это расположение схематически изображена ниже.
Компоненты спиралей таковы, что цепи (тяжи) могут удержвваться одна около другой эффективными водородными связямн. В соатвет«твин с таким характером структуры бь~ло показано, что пря нагревании ДнК до за 'с в определенных условиях тяжи, образующие двойную спираль, «расплетаю»си» н происхалат диссацна- АьсииакислОгы, пгптицы, силки и варма!Оы ция иа два беспорядочна скрученных фрагмента. Если дщтее днссоцнпроаавщее вещество медлегию аллан«ласте»ь то прп опредсленпых условиях фрагменты вновь саеднняяпся к спиральная струятура васстзнаащсвастся.
Химическое исследование показывает„что тя»сщ, образусащие ДНК, имеют полимерное строение; цепеобрсзный нолнмер построен из чередусощнхся фосфатных остатков и остатков сахара„замещенных азотистыми основаниями (ХРН) ХП1 Сахар представляет собой а-2.дезаксирнбофурапозу (Х1Ъ~; каждый такой ос. »атак соединен с двумя фосфатиымн груопамп посредством сложяазфириых связей, ь образовании которых участвуют окспгруппы в положениях 3 н 5. 2-дезоксирибофурапоза (Х17) ~ аким образам, в основе структуры ДНК лежит палифосфатный зфпр 1,3.глнколя ОН ОН ОН ! ! ! ! ! ! Π— Р-Π— С вЂ” С вЂ” С вЂ” Π— Р— О-С вЂ” С-С-О-(»-Π— С вЂ” С-С-О— О ! ! ! '! ! ! ! й ! ! ! О О Прн включении в изображение остальных фрагментов сахарных остатков а . игура ДНК принимает внд, подобсгый прпведенпому иа рис, 20.3. Каждый остаток сахара в ДИК соединен пасредстаои Рьгликозндной саван о .аженин ! с одним нз 'четырех азотистых основании — адеппиам (ХЪ'у, гуана- ~Х»1), цитозннам (ХК11) нлп тимином (ХУП1).
Эти чюырс основания явля. н н произваднымн либо пурнпа, либо «1нрнлгидинз — гнтероцнкпнчсских аао. т оснований, ст1»саине н свойства катар»«Х будут рассмотрены более полно 26. адснип (Х7) гуыги»1 (Ху() ИН» ОН ! 1! И -,А ! '~~ он '~~ нн юпн»нн СХ"»'И1 нанна сх'»:И11 Т но-х сз-с тчн, ")Ч НО-Р-О-Н,О, (Ч~СУ он а сз нс Р»*" ' с'1Д ~( ) М Рг н 1 НО 'Ф 2-дсзохснрнбофурзнюа сн, с~~ ~ бич н дсзожермбссс М М дсзсвснрнбсзс Н ( ,т ( ( дсзексярябозс и 1 дстозсирмбезс ы м» ынс и 1 Н цт»готял цнгознидезокснрнбознд (фурснознд) )т» с.
20-Х Огртоекнс лодел леток»»рдоонт клоня»вой скелеты (с(НК). И вЂ” с т»:т д ь»а» ~п» ыдседы, ту»ем» ввт»»ве вдв ы»с»»1, Л .ч г: го чтобы сделзть более наглядным образование !ч-глнкозндных связей ь 1Й1, с кажем отдельно сяособ, которым соедння1отся сахар н основная комынс»т» 1ьзжсдня, таКИМ Образом, структуру дезокснрнбозонуклеознде). Легко »здесь, что обрззоязнне связи 2-дезокскрнбозы с пурнном (зденнном н гузнннон) цр»т»'оз»т зз счет )чн групцы еятнчленного цикла (см.
1, раза. !а В,В). ВозннКЫ ' Ч 1 Гддмм Обре ом соедкненке всегда представляет собеса р-(я.дезоксарнбофу- адсння ацсннндезоксирнбознд ()з) Однако дхя ос)о«остал«пик сцзлогнчного процесса е сдучзс пкрнмндннов (цнто. знцс и тимина) долмжз пронзойги тзутомернззцня основ»вял я образоваться сгр»ктн з »чадного тнцз ЛЫИИОКИОЛОГЫ, ПЕПУИДЫ. БЕЛКИ и »ЗЕРЫЕИТЫ !зг Зтерификация б-оксигруппы дезоксирнбоиуклеозида„например иятозиндезоксирибозида, фосфорной кислотой дает соответствую. щий иуклеотид питозинчетохсернбоиукдеотнл Таким образом, ДНК построена из нуклеотндных мономсров, связь между которыми осуществляется путем этерификацни 3-оксигруппы сдного нуклеотида фосфатной группой другого. Существуют ферменты, способные гидролизовать ДНК, расщепляя связи при С-3' и образуя 5'-фосфорилированные нуклеотиды.
Другие ферменты расщепляют ДНК по положению С-б', образуя 3'-фосфорилиронаниые нуклеотиды, Число нуклеотндиых единиц в цеин ДН(1, может составлять от ;1)00 до 10 000 000. Последовательность пурниовых и пиримндино- 1,1,1х оснований в цепях ие установлена, ио набор этих оснований независимо от происхождения ДНК во всех случаях в точности оди11аков. Так, число адениновых (А) групп равно числу тиминовых (Т), 1 число гуаниновых (Г) групп равно числу цитозииовых (Щ (т. е.
Т=Т и Г=Ц), Суммарный процентный состав оснований в каждом санном соединении постоянен, но варьирует в широких пределах ири переходе от ДИК одного типа к другому. Эквяввлентлое откр«ленке лурнновых я вярнмнднновых огдосзвнй в ЛНК Ь»1до Объяснено Уотсоном н Криком (!9Я г.), нредяочожнвнсньтн, что дее цецн '1Йк построены тзк, что врн нх сплетении в двойнукт спираль образу!Отея Водозеые связи мела«у адсннном в одной целн и тнмнном в другой нлн аналогнчно ~ жду цятознном и гуаннном. Тзкнм образом, каждый вденнн «сварен» с темином » язткдый цнтознн — с гузннном; строеннс таких цепей незывзки «взаимно до- ~»»чнвоегкы» (комнлементзрным).
Водородные связн показаны нз рнс. 20-0, а от. ».«ценна, сувгссгеукзане между осцоезннямн в цепях,— нз рнс, 20-10. пнкнв ею о»ян сдсннн-темен и и с. 20-9. Водородные связн между цепянн )«НК в парах гуаннн — цнтознн н еденнн — тнмнк. и л»х с»гссвх рссстсвввс между с-1 двух сттвтков дсзаксервеосм рсвео 11 3, и нсеесдсс «ы»сьсрв йвым с»стев«стев тессе геометр»те»в»с стр»с»»», дрв котором мсдвдс колл«верны. ГЛЛВ Х 'лЗ ВОДОРОДпни СНЯЗЬ щ Каман ось пары аленин-Тимин иии гунязщ цитозии днк. полаисрапа мР. йбСК-ььпреаак ,.а..Ф'' " ' ' ьч —,зяз!н, ' и:!з!2!и ~ 71г ",,;.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
