Lenindzher Основы биохимии т.1 (1128695), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Аффиниая хралиипаграфия: аисакигпецифичямй и эффективный метод выделения специфических белков. Вследствие того что молекулы большинства белков легко разрушаются при использовании для нх выделения и очистки многих традиционных методов, применяемых в органической химии, таких, как возгонка и зкстрагирование различными растворителями, биохимики вынуждены были разработать для этой цели специальные методы. Нередко удаапж выделить какой-нибудь один белок, присутствуюшяй в смеси, содержашей несколько тысяч других биомолекул, в концентрапии 1О 4-10 '~ М. Один из таких методов, известный пол названием аффинной хроматографии, сыграл решаюшую раль при выделении и очистке ряда ферментов, иммуноглобулинов и рецепторных белков.
В основе метода лежи~ тот хорошо известный факт, что белки, выполняя свойственные им биологические функции, абрагяима связываются с другими специфическими видамн молекул, называемых лиганлами. В результате образуются прочные иекакаяеитяме белковолигандные комплексы. Волок Лишшд Комплекс белок яигшш По этому методу лиганд, специфически связываюшийся с белком, который нам нужно выделить, ковалентно присоединтот к нерастворимым полимерным гранулам диаметром 1Π— 50 мкм. Для выделения этого белка иэ клеточного экстракта последнии вносят в колонку.
заполненную полимерными гранулами с присоединенным к ним лигандом. после чего колонку промывают яесколько раз буферным раствором. При этом на колонке удерживаются лишь те белки, которые имеют высокое сродспю к закрепленному на полимере лиганду; остальные же белки просто вымываются буфером. Поскольку сродство и специфичность белка к лиганду очень высоки, таким путем зачастую можно в один прием выделить н очистить чрезвычайно малые количества белка нз клеточного экстракта, содержашего сотни других белков. Каким образом можно получить белок, оставшийся на аффинной колонке.
в чисюм виде? Объясните, какие принципы лежат в основе предлагаемой операции. Структура яаяипептидиага антибиотика, вндеягяиага из Васй!ш Ьгеипь Экстракты, полученные из бактериальной культуры Вапйиз Вгетз, содержат пептил со свойствами антибиотика Этот. пептид образует комплексы с ионами металлов и, повидимому, нарушает систему ионного транспорта через клеточную мембрану, 164 ЧАСТЬ 1. БНОМОЛЕКУЛЫ убивая таким образом определенные виды бактерий. Структура полнпептнда была установлена на основе слелующих наблюдений: а) Полный кислотный гндролиз пентина, как показал послцоутоцшй амннокислотный анализ, привел к образованию зквнмолярных количеств Ееп, Огп, Рйе, Рго н Ча1.
Огп — сокраценнае обозначение орннтина-амннокнслоты, не встречающейся в белках, на прнсутствующей в некоторых пептндах. Он имеет следующее строение: Н ННз — СНз — СНз — СНз — С вЂ” СО з ЫН + б) Измерения молекулярной массм дали прнблнэнтельную величину 1200. в) Пептид не подвержен гндролнэу пол действием фермента карбоксипептнлазы. г) Обработка исходного полипептнда фтордвннтробензолом с последующим полным гидролизом образовавшегося производного и хроматографнрованнем полученных продуктов дает лишь свободные аминокислоты н производное следующего строения: Н ОвХ вЂ” 4 ) — ХН вЂ” СНг — СНг — СНг — С вЂ” СОг ! ынз 1Подскаэка: учтите, что 2,4-дннитрофеннльная группа присоединилась не к ц-азоту, как это обычно имеет место„ а к амнногруппе боковой цепи.) д) Частичный гнцролиз полнпептида с послелующвм хроматографнческим разделением полученных продуктов и определением в них амннокнслотных последовательностей дал следующие див трнпептилы 1)ч-концевая аминокислота всегда расположена слева)", Ееп — Рйе Рйе — Рго Рйе — Рго — Ча1 Уа1 — Огп — 1.ец Огп — )лц Ча1 — Огп Рго — Уа) — Огп Исходя из приведенной выше информация, попьпайтесь восстановить амннокислотную последовательность полипептндного антибиотика.
Поясните ваши рассуждения. Песне того кех у вас будет готов ответ, вернитесь назад и проверьте, насколько устанонленнан вами структура согласуется с каждым из описанных выше наблюдений. ГЛАВА 7 ФИБРИЛЛЯРНЫЕ БЕЛКИ Белки можно разделить на два основных класса: фибриллярные белки - расположенные параллельно друг другу вытянутые полипептидные цепи, образующие длинные нити или слои, и глайулярныв белки, в которых попипептидные цепи плотно свернуты в компактные структуры сферической формы — глобулы. В этой главе мы рассмотрим трехмерную структуру фибриллярных белков. В биологическом отношении фибриллярные белки играют очень важную роль, связанную с анатомией и физиологией животных.
У крупных позвоночных на долю этих белков приходится одна треть 1нли более) общего содержания белков. Из фибриллярных белков— главных компонентов наружного слоя кожи, волос, перьев, когтей и рогов — формируются наружные защитные покровы тела животных и человека. Фибриллярные белки участвуют также в образовании опорных и формообразующих элементов, так как они служат главным органическим материалом соединительной ткани, включая хрящи, сухожилия, кости и более глубокие слои кожи. Есть еще одна причина, по которой мы расскажем сначала о фибриллярнмх белках. Они имеют более простую структуру, чем глобулярные белки, и поэтому их трехмерная структура была определена методом рентгеноструктурного анализа немного раньше, чем трехмерная структура глобулярных белков. Результаты этих пионерских исследований не только привели к формированию новых представлений о структуре и функции фнбриллярных белков, но и стали важной вехой на пути к изучению методом рентгеноструктурного анализа структуры и функции глобулярных белков.
7.1. Термины «конфигурации» н «конформации» имеют разный смысл В этой и следующей главе мы рассмотрим вопрос о пространственном расположении полипептидных цепей. Но прежде всего мы должны точно определить, что означают два термина, часто используемые при обсуждении пространственной структуры молекул: канфигурацич и каяформация. Этн слова — не синонимы. Под конфигурацией подразумевают пространственную организацию органической молекулы, определяемую наличием в ней 1) двойных связей, вокруг которых свободное вращение невозможно, и 2) хиральмых центров с расположенными вокруг них в определенной последовательности замещающими группами.
На рис. 7-1 показана конфигурация фумаравай кислоты-одного из промежуточных соединений углеводного обмена †конфигурация ее изомера-малвияавой кислоты, встречающейся в некоторых растениях. Эти соединения представляют собой геометрические, или цис-траяс-июмеры; они различаются расположением замещающих групп относительно двойной связи. Фумаровая кислота — зто транс-иэомер, а малеиновая кислотацис-нзомер; и в том и в другом случае мы имеем дело со строго определенным соединением, которое можно получить в чистом виде.
На рис. 7-1 изображены ЧАСТЬ ! БИОМОЛЕКУЛЫ НООС Н С=С Н СООН Фумвровая кислота (нреяг-и юмор) Н Н С=С НООС СООН Малаг!гюннл кислота (иис-иэоьгер) СН. (,-алании Ооон С Ннз ((нклоиная проекция Н Вид с торца СН, В-н.ьшин С н~/~н ! Н н, ~~н С н ~ -и Н Заторможенная конформвцин Звтарможешшя ьггнфорьян!ия Н Зноланеннни канформнция Зааяоиеннал кон фар мнции Гшшвд ричгюкие (кяс-нрлис) изомеры Оптические изомеры (знантиомеры) СООН Рнс. 7-1.
Коифигуряция стереаизамерав. Такие изамеры нелюя лреврвтить один в другой без рязрьше кавялеитныя связей. также ).- и Р-изомеры аланина (см. рис. 3-8 и 5-4), в которых замещающие группы имеют две различные конфигурации относительно хирального центра. Отличительным признаком конфигурационных изамеран является то, чта их нельзя превратить один в другой без ризрына одной или бальгиего числа коеалентиых сеязей. Термин канфармания используют для описания пространственного расположения в органической молекуле замещающих групп, способных свободно изменять свое положение в пространстве без разрыва каких бы то ни было связей благодаря свободному вращению вокруг одинарных углерод-углеродных связей.
Например, для простого углеводорода этапа характерна полная свобода вращения вокруг одинарной С вЂ” С-связи. Поэтому молекула этапа может принимать множество различных конформаций в зависимости от угла поворота одного атома углерода относительно другого; однако все эти конформации легко переходят одна в другую в результате вращения замещающих групп вокруг С вЂ” С-связи. Затормсясещгая конформация этана (рнс. 7-2) более устойчива по сравнению со всеми остальными и поэтому ветре- чается чаще других, тогда как заслоненная конформация наименее устойчива. Ни одну из этих двух конформационных форм этапа невозможно выделить в чистом виде, так как между ними сушествует равновесие и они свободно переходит одна в другую.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
