Lenindzher Основы биохимии т.1 (1128695), страница 41
Текст из файла (страница 41)
6-13). Следующим важным событием было определение аминокислотной последовательности в двух ~илах полипептидных цепей гемоглобина Это была первая последовательность, установленная для олигомерного белка. Молекула гемоглобина состоит из четырех полипептидных цепей, называемых глобинами— Кортикотроиин человека Бег Туг.Бег-Ме) С!н Нья РЬе Агб Тгр С1у „ 1.ув.рго.Чв! С!у Ьуя-ьуя.Агя-Ага.рго.ув1 х» 1.ув.Че) Туг.рго Авр А!в.С1у.Г)п Авр.С!п ы Бнг А!я С1о.А!я РЬе.рго !.во.С!н РЬе»» л Рибонуклеязи из поджелудочной налеты быка Еув С!о ТЬоА1в-А1и А1и 1.ув РЬв.С!н Агв,» С!п НЫ Мн).Авр Бег БвпТЬг Бег А!н А)е х» Бвг Бег-Яет Авп.Туг Сув Авп С1п.Ме) Мв1ив Ьуя Бег Ага Авп Еен ТЬг.Еуя.Авр Ага.Сукне 1.ув Рго-Че!-Авп ТЬг РЬа.Чв1 Н!в.С1о Бепы !.ен А1я Авр.Че).С!п А!в.Че! Сув.бегС!и ы 1.ув.Авп.Чя1 А)е Сув.1.ув Авп.С)у С1п ТЬг „ Аьп.Гув Туг С)п Бвг.Т>т Бег ТЬг Ме) Бег ы !1в ТЬг.Аяр.Сув Агя С1п ТЬг.С)у.Бег Бетти Ьуя Туг.рго Авп Сув.А1е.туг.Еув ТЬг ТЬг|»» Гйп А!в Аяп.1.ув Н)».Пв йе Чя1.А!е Сув о» С!н.С1у Авп Рго Туг.Че) Рго.Чв! НиоРЬе,ы Авр-А!в Бег.Чя)ж» Б двух идентичных и-глобянов (141 остаток) н двух идентичных р-глобинов (146 остатков).
В молекуле гемоглобина эти цепи не соединены ковалентными связями, но тесно ассоциированы друг с другом посредством водородных связей и гидрофобных взаимодействий (гл. 7). После разделения и- и )]-глобинов их аминокислотные последовательности были установлены двумя группами исследователей в Соединенных Штатах и одной-в ФРГ. Среди более длинных полипептидных цепей, для которых установлена полная аминокислотная послеловательность, можно указать бычий трипсиноген (229 остатков), бычий химотрипсииоген (245 остатков], глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназу (333 остатка) и состоящий из одной цепи сывороточный альбумнн человека (582 остатка).
Многие стадии„ через которые проходит определение аминокислотной последовательности длинных полипептидиых цепей, и одновременная регистрация всех полученных результатов осуществляются в настоящее время автоматическими аминокислопгыми анализаторами с программным управлением. Даже расщепление по Эдману проводится при помощи специального прибора с программным Рис. б-13.
Л. Аминокислогнек паслеловвтельнасть я» рея скор» иностранного ~ армана гииофизи)ЗО сститкав), Б. Аминоьз1счатняя ласлеловятельнасть рнбонуклскзы из иалжслулочной железы быке 0 24 сстеткя). В. Схематическое нзобрв1кение молекулы рибануклсизы, показывяющее ряс наложение »ет ы рсх Лисульфидных иоперечнык связей. абрезаеянных астяткямн иистиня. ГЛ. К БЕЛКИ: КОВАЛЕНТНАЯ СТРУКТУРА )И ФУНКЦИИ !55 управлением-секвеиатора. В этом приборе реагенты автоматически смешиваются в нужных пропорциях, продукты реакции разделяются и идентифицируются, а результаты регистрируются на ленте самописца.
Применение таких приборов сильно сократило затраты труда и времени, необходимые для определения аминокислотной последовательности полипептидов. Более того, эти новые методы отличаются очень высокой чувствительностью. При помощи аминокнслотных анализаторов можно быстро определить, какое количество каждой из аминокислот присутствует в одном отпечатке пальца( Для установления полной аминокислотной последовательности часто достаточно иметь всего один миллиграмм белка. 6.10. Гомологнчные белки разных видов имеют Гомологнчные последовательности При изучении аминокислотных последовательностей гомолагичных белков, выделенных из разных видов, было сделано несколько важных выводов. К гомо- логичным белкам относятся те белки, которые у разных видов выполняют одинаковые функции. Примером может служить гемоглобин: у всех позвоночных он осуществляет одну и ту же функцию, связанную с транспортом кислорода.
Гомо- логичные белки разных видов обычно имеют полипептидные цепи, идентичные или почти идентичные по длине. Более того, в аминокислотных последовательностях гомологичных белков во многих положениях всегда находятся одни и те же аминокислоты. их называют иивариантными огтаткалш. Вместе с тем в других положениях таких белков наблюдаются значительные различия: в этих положениях аминокислоты варьируют от вада к виду„. такие аминокислотные остатки называются вариабельиыми.
Всю совокупность сходных черт в аминокислотиых последовательностях гомологичных белков обьединяют в понятие гамология последовательностей; наличие такой гомологии предполагает, что животные, из которых бььчи выделены гомологичные белки, имеют общее эволюционное происхождение. Биологический смысл, заключенный в гомологии последовательностей, лучше всего можно проиллюстрировать на примере Итиахрома с — железосодержащего митохондриального белка. участвующего в качестве переносчика электронов в процессах биологического окисления в эукариотических клетках. Молекулярная масса этого белка у большинства видов составляет около 12500; при этом его полипептидная цепь содержит 100 или несколько большее число амииокислотиых остатков.
Были установлены аминокислотные последовательности для цитохромов с, выделенных более чем из 60 видов, и во всех исследованных белках 27 положений в полипептидной цепи оказались занятыми одинаковыми аминокислотнымиостатками(рис. 6-14).Это указывает на то, что все эти остатки играют важную роль в определении биологической активности цитохрома с.
В других положениях аминокислотные остатки могут варьировать от вида к виду. Второй важный вывод, сделанный на основе анализа аминокислотиых последовательностей цитохромов с, состоит в том, что число остатков, по которым различаются цитохромы с любых двух видов, пропорционально филогенетическому различию между данными видами. Например, молекулы цитохромов с лошали и дрожжей (эволюционно весьма далеких видов) различаются по 48 аминокислотным остаткам, тогда как цито- хромы с гораздо более близких видов- курицы и утки--только по двум остаткам.
Что же касается цитохромов с курицы и индейки, то они имеют идентичные аминокислотиые последовательности. Идентичны также цнтохромы с свиньи. коровы и овцы. Сведения о числе различий в аминокислотных последовательностях гомологичных белков из разных видов используют для построения эволюционных карт, отражающих последовательные этапы возникновения и развития различных видов животных и растений в процессе эволюции (рис.
6-14). ГУ!. 6. БЕЛКИ: КОВАЛЕНТНАЯ СТРУКТУРА И ФУНКЦИУ! 157 6.11. Различии между гомолоп!чными белками можно выявить по иммунной реакции То, что гомоло!.ичные белки из разных видов обычно не идентичны, обнаруживается также при изучении особого класса белков, называемых анена!елани или цлглгуноглобудинами. Молекулы антител появляются у позвоночных в сыворотке крови и отдельных тканях в ответ на инъекцию ангпнгена — белка или какогото другого высокомолекулярно~о соединения, чужеродного для данного вида.
Каждый чужероднын белок вызывает образование антител только одного определенного типа. Подобная реакция организма, высокоспецифическая по отношению к инъецированному белку, называется иягмунным ответом или иммунной реакцией; она составляет основу целой научной области — иммунологии. Молекулы антител, формирующиеся в специализированных клетках — Аимфоццтах, способны соединяться с молекулами антигенов, вызвавшими их появление, в результате чего образуется комплекс анн!цген — аннгигнело. Иммунитет к инфекционным болезням во многих случаях можно создать путем инъекции очень малых количеств некоторых макромолекулярных компонентов (т.е. антигенов), входящих в состав микроорганизма или вируса — возбудителя данной болезни.
При этом в лимфоцитах хозяина вырабатываются антитеда к введенным антигенам. Если микроорганизм нли вирус, несущий зги антигены, впоследствии вновь проникнет в кровь или лнмфу иммунизированного животного, Рис. 6-! а А. Распалоиение 27 ннвариантиых остатков в цитохроме с более чем 60 видов, включая млекопитыаших, рыб, пресмыкаюших- ся, земноводных, птиц, «асекомых и других бес- позвоночных, е такие растения н ~рябы. С увели- чением числа исследованных питохромов с число инвариантных остатков намет иесколь- «о уменьшиться. Б.
Основные ветви зволюцион- ного древа, построенного на основе данн ьи о числе аминокиалотных замен в молекулах пи- тохрома с у различных видов. цифры означают число остатков, по «старым дятохром сданной линии организмов отличается от цитохромов с их предков. Кружками отмечены точки зволю- ционной лнвергенцни. то антитела нейтрализуют нли инактивируют его, связавшись с его антигенными компонентами. Способность к иммунному ответу свойственна только позвоночным и, следовательно, возникла на относительно поздних этапах биологической эволюции. Образование антител можно исследовать количественно с помощью реакции лрецилишацнц.
Животное, которое служит реципиентом-обычно это кролик;- иммунизируют кахим-либо специфическим чужеродным белком, например яичным альбумином из куриных яиц. Затем сыворотку крови иммунизированного животного (антцсыворотку), содержащую антитела, смешивают с небольшим количеством антигена, т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
