Lenindzher Основы биохимии т.1 (1128695), страница 42

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 42)

яичным альбумином. При этом происходит помутнение, так как образуется осалок (преципитат), содержащий комплекс антиген. антитело. Если же с антигеном смешивается сыворотка неиммунизированного животного, никакого осадка не образуется. Антитела представляют собой молекулы т'-образной формы, состоящие из четырех полипептидных цепей. У них имеются участки связывания антнгена, комплементарные определенным химическим структурам в молекуле антигена. Молекула антитела содержит два таких участка связывани, благодаря чему становится возможным образование .трехмерной решетки из чередующихся молекул антигена н антитела (рис. 6-15). Антитела обладают высокой спет!ифичностью в отношении чужеродных белков, вызвавших их образование.

Например, антитела, образовавшиеся у кролика в ответ на инъекцию сывороточного альбумина лошади, будут связываться с этим белком, но обычно не связываются с другими белками пошали, допустим с гемоглобином. Нырабатываемые у кролика антитела к сывороточному альбу- мину лошади лучше всего взаимодействуют именно с этим белком, однако они в значительной мере реагируют и с сывороточным альбумином близкородственных вндов, таких, как зебра, корова, свинья и другие копьпные, тогда как сывороточный альбумин грызунов, птиц 15б ЧАСТЬ 1.

БИОМОЛЕКУЛЫ ннантв Т-лимфоцнт азматическая клогкп и~хи«ело Молекулы антител Я ~ф ~ ф.~ и земноводных дает намного менее выраженную реакцию. Зги наблюдения полностью согзгасуются с данными об аминокислотиых последовательностях гомо- логичных белков. Они указывают также на то, что специфичность иммунной реакции связана с аминокислотными послеловательностями белков. В дальнейшем Рис. 6-15. Иммуинмд ответ и действие антител. Когла чужеролная для ленного ортах пома ма- кромолекула )например, молекула белка нз ка- кого то другого виЛа) попадаег в кровь или ткань, она вызывает защитную реакцию, к си о- рая называется иммунным огветом. Чужерад- наа макромолекуаа.

называемая антнгеном. связывается с поверхностью леакошпп особого типа В-лимфоцнтом. Эта клетка под аозлсй- ствием анти«сна постепенно юменяется и пре- вращается в олазматическую клетку, вырабаты- вающую большое количество апз птел против данного антигсна. Образованию специфических антител способствуют также другие клетки, на- зываемыеТ лимфопитами Антитела, нли имму- ноглобулнны. превстаилянгт собой сложные вы- сокомолекулярные белки. молекулы которых состоят нз четырех полипептнлных пелся н со- держат несколько углеводнык групп.

Они могут сп«цифически связываться с антиг сном, вызвав- шим образование антител, но ие связываются ни с какими при ими белками. Иммуиоглобулнны имеют У-образную форму и содержат два участ- ка для связывания антнгене. Антитела вы гы аают орецнпнпгцню (выпадение а ссалок) анти- гена бчагодар» образованию не)жшпоримого агрегата со структурой наподоби«решетки Кажлыд ан титан стимулирует образовал ив ан- г ител лишь олпого опрспел сивого типа. Этн ан- знгечараспознхнп нсвязьвекп гальке,малый ан ~иген или блнзкородственные молекульс мы еще обсудим и другие вопросы, касающиеся антител, так как эти белки имеют исключительно важное значение для медицины и с нх помощью можно многое узнать о структуре белков и действии генов )гл.

30). На протяжении всей этой главы мы подчеркивали взаимосвязь между аминокислотной последовательностью, биологической активностью и видсспецифнчностью белков. Однако характеристика белков далеко не исчерпывается их первичной стр>ктурой — так обычно называют ковалентную структуру белка и его аминокислотную последовательность.

Об этом ясно свидетельствует давно и хорошо известное свойство белков, о котором мы пока не упоминали. Если раствор белка, например яичного альбумина, медленно нагревать до температуры 60 — 70"С, он постепенно мутнеет и наконец превращается в вязкий сгусток. ГЛ.

6. БЕЛКИ: КОВАЛЕНТНАЯ СТРУКТУРА И ФУНКЦИР! 159 Зтот процесс хорошо всем знаком, поскольку он происходит при варке яиц. Яичный белок, содержащий альбумин, при нагревании свертывается (коагулнруеть превращаясь в упругую белую массу. Свернувшийся таким образом яичный белок после охлаждения оказывается нерастворимым, и ю него уже невозможно получить исходный прозрачный раствор. Нагревание яичного альбумина приводит к изменениям, носящим„по-видимому, необратимый характер. Такое же явление наблюдается при нагревании практически всех глобулярных белков независимо от размеров нх молекул и биологической функции, хотя температура, при которой осуществляется этот процесс, неодинакова у разных белков.

Изменения, происходящие с белками при нагревании, в совокупности называются денагнурапией. Белки в нх естественном состоянии носят название на!пивных белков, а после денатурации — двиаглурированных бочков. Епге одно важное следствие денатурацин белка заключается н том, что белок почти всегда утрачивает характерную для него биологическую активность. Так, если воцный раствор фермента кипятить в течение нескольких минут, а затем охладить, то фермент, как правило, становится нерастворимым н, что особенно важно„уже не обладает каталитической активностью. Денатурацию белков вызывает не только нагреванне, но и воздействие экстремальных значений рН, добавление к раствору белка некоторых органических растворителей, таких, как спирт нлн ацетон. обработка мочевиной или детергентами н даже сильное взбвлтывание белкового раствора на воздухе до тех пор, пока он не вспенится.

Каждый из этих способов денатурации можно рассматривать как относительно мягкую обработку. В самом деле, прямые эксперименты показывают, что денатурацня не сопровождается разрывом ковалентных связей в полипептидной цепи. Следовательно, аминокислотная последовательность белка после денатурапии не изменяется; тем не менее большинство белков при этом утрачивает биологическую активность.

Отсюда Натнвный белок Теал Рис. 6-!6. Тепловая обработка нативнык глонул ярнык белков, а также некоторые другие виды воздействия приводят к ленатурации зтик белков, г.е. к развертыванию целей без разрулиния ич ковалентной структуры. денатурированный белок может ирин имать множество случайнык конформаций и обычно не обчадаег биологической активностью. мы должны эаключнтьз что биологическая активность белка зависит не только от аминокислотной последовательности.

В чем же здесь разгадка? Ответ довольно прост: помимо первичной структуры белки обладают более высокими уровнями структурной органюации. Если пояснить эту мысль коротко, то можно сказать, что ковалентно связанная полипептидная цепь нативного белка свертывается в пространстве определенным образом, вследствие чего возникает характерная для данного типа белка укладка полипептидной цепи.

Благодаря ЧАСТЬ !. БИОМОЛЕКУЛЫ специфическому способу свертывания цепи в пространстве белок наделен характерной для него биологической активностью (рис. б-16). В процессе денатурации белка свойственная ему трехмерная организация нарушается, полипептидная цепь развертывается и приобретает беспорядочную структуру, хотя ковалентные связи при этом остаются неповрежденнь!ми. Иными словами, нативные молекулы белка очень непрочны и легко утрачивают свою структуру при нагревании или других, казалось бы мягких, воздействиях. Если мы хотим заниматься изучением биологической активности какого-нибудь белка, мы должны при вь!делении и очистке этого белка обращаться с ним очень осторожно, чтобы избежать его денатурации.

В следующих двух главах будет показано, каким образом полипептидные цепи нативных белков свертываются и приобретают характерную для них специфическую конформацию н как эта конформацня зависит о!. аминокислотной последовательности. Краткое содержание главы Белки — зто самый многочисленный класс присутствующих в клетках макро- молекул; онн составляют свыше половины сухого веса клеток. Белки представляют собой очень длинные полипептидные цепи, содержащие от 100 до 1 000 и более аминокислотиых звеньев, соединенных друг с другом пептидными связями. Простые белки в процессе гидролиза распадаются только на аминокислоты; сложные белки содержат еще и другие дополнительные компоненты — ионы метачлов нли органические простегическне ~руины.

Одни белки имеют волокнистую (фибриллярную) структуру н нерастворимы, тогда как дру! ие состоят из плотно свернутых полипептидных цепей и аманн глобулярную форму. Клетки содержат сотни н тысячи различных белков, предназначенных для выполнения самых разных биологических функций. Тем не менее все они построены из набора одних и тех же 20 аминокислот, расположенных в различной, но строго определенной для каждого белка последовательности.

Аминокислотную последовательность полипептидной цели можно установить путем расщепления ее на более мелкие фра!менты с последующим определением аминокислотной последовательности каждого фрагмента при помощи отщепления )Ч-концевых аминокислотных остатков по Эдману. Затем пептидные фрагменты располагают в правильном порядке, находя в них участки с перекрывающимися последовательностями.

Для этой цели исходный полипептид расщепляют на фрагменты каким-нибудь другим способом так, чтобы места расщепления цепи не совпадали с местами ее расщепления при использовании первого способа фрагментации. Аминокислотные последовательности второго набора фрагментов должны перекрыва! ь места расгцепления цепи, полученные первым способом. Гомологнчные белки, вьщеленные из организмов различных видов, обнаруживают гомологию последовательностей; это означает, что наиболее важные положения в полипептидных цепях гомологичных белков заняты одними и теми же аминокислотами независимо от вида организмов. В других положениях гомологичные белки могут содержать разные аминокислоты.

Характеристики

Список файлов книги