Lenindzher Основы биохимии т.1 (1128695), страница 61
Текст из файла (страница 61)
Все эти взаимодействия, будучи слабыми по своей природе, в совокупности оказываются очень прочными. В некоторых глобулярных белках определенную роль в формировании и стабилизации трагичной структуры играют дисульфидные поперечные связи. Информация, определяющая третичную структуру белков, заложена в аминокислотной последовательности их полипептидных цепей, о чем свидетельствует тот факт, что гомологичные белки из разных видов имеют не только много общих инвариантных аминокислотных остатков, но и одинаковую конформацию.
Доказательством этого утверждения служит то, что многие денатурированные глобулярные белки, утратившие свойственную им биологическую активность, способны самопроизвольно ренатурировать с полным восстановлением их биологической активности. Олигомерные глобулярные белки, солержашие две или большее число полипептидных цепей, представляют собой более крупные по сравнению с одноцепочечными белками молекулы с более сложной структурой, часто наделенные регуляторными свойствами. Способ упаковки отдельных полипептидных цепей (субъединиц) в молекуле олигомерного белка называется его четвертичной структурой.
Рентгеноструктурн ый анализ гемоглобина и других олигомерных 222 ЧАГГЬ !. ЬИОМОЛЕКЗ ЛЫ белков позволил установить, что они тоже имеют очень компактную структуру, причем большннсз.во ь ицрофобных К-групп находится внутри глобулы, а большинство гидрофильных К- групп -снаружи. В молекуле гемоглобина, состояшей из двух а-цепей и лвух ))- цепей, возникает лишь небольшое число контактов между одинаковыми цепями и множество контактов, соединяюших вместе и- и б-субъединицы с образованием пар аь))ь и пгрп Кривая насышения гемоглобина кььслородом имеет сигмоидную форму, поэтому гемоглобин хорошо приспособлен для связывания кислорода в легких и его освобождения в периферических тканях. Миоглобнн в отличие от ь.емоглобина обладает значительно более высоким сродством к кислороду и характеризуется гиперболической кривой насышения кислородом.
благодаря чему он наделен способностью запасать кислород в мышцах. Кислород легче связывается гемоглобином при более высоких значениях рН и низкой концентрации СО,: освобождению же кислорода из гемоглобина благоприятствуют более низкие значения рН и высокие концентрации СО . Эти соотношения, равно как и регулируюшее воздействие связываюшегося с гемоглобином 2,3-дифосфоглицерата (ДФГ) на сродство гемоглобина к кислороду, обусловлены наличием у гемоглобина четырех специфических центров связывания с О .
СО, ионами Н + н ДФГ, а также изменениями в четвертичной структуре гемоглобина в цикле оксигенация-дезоксигенация. Таким образом, субъединицы гемоглобина, подобно субъединицам других алигомерных белков, способны передавать сигналы о регуляторных взаимодействиях посредством конформационных изменений молекулы белка. Изменения в аминокислотпой последовательности глобулярных белков, обусловленныс генными мутациями, например замена двух аминокислотных остатков в молекуле гемоглобина при серповидноклеточной анемии, могут вызвать значительные изменения конформации белка и, следовательно, сказаться на его биологических функциях.
ЛИТЕРАТУРА Кнггггь Сапгог С. К„хгытпьс! Р. й. ВюрЬупса1 СЬеппыгу, р. ь, ТЬе СопГогтапоп оГ В!о)одьса! Масгопю)сои)ев. Ргеетап, Вап Ргапсйсо. !9ВО, Р!гйвгвгнь К.Е., бтв Г. Непзод)оь!и: Еьгисзию. Еипспоп, Его)и!ьоп, впг) Рагйо)оьу, Веп)апь(тСитпььпдь, Меп)о Рагы Гай(„19Х2. Репт Ст Репке М. Аг)пв оГ Мо!еси)вг Вггисьигев )п Вю)оду, во1. 2. Г!стад)оь)п впд Муод!оь)п, Ох(огг) (3п)вегвыу Ргевв, )Чев Уогх. !9Я!. НIивйег 3.Р., Тгивыосй К.Н. Ступа) Гитис!иге Апа)утв: А Рпюег. ОхIоп) ()и!веге(ьу Ргтв, Ыев тог)г, 1972. Наю!тпьетвг й.. Навсбетоег А. и. Ргогеюв: А Оиьг)е го Бгиь)у Ьу РЬупса) апй СЬеписп) Мегйоьь, Зчйеу.
Нов уог)г, !973. 5сйп!п Р.Е.,хгбьгтвг К.Н. Рг!пс!р!св оГРгогет Ьггисгиге. Вргьььъег-чег(ад, 1Чсв Уогх, 1979. Гпьатьв Ап)тьеп Г В. Рппгйр)ев ТЬв! Оовсгп гйе Го!- 4!пд оГ Ро(урерйде СЬаьпв, Бсьепсе, !81, 223 230 (1973). Гегапп' А„рвгггюп Г.М Гуапа!е апб Бюмс Гей Отевье. Ясй Апз., 232, 44, Аргг) (1975) (о((рпп! !3!9). Р!сйегвть й. Е.
СугосЬгогпс Г апб гЬе Ево1шюп оI Епегду МегвЬойьт. Бсь. Агп. 242, 236, Мвгсь (19ХО). !пдгвт КМ Оспе Миьабоп 'т НЬ: ТЬе СЬеписа) О!Пегепсе Ве!вееп )Чиста! ппй 5)с)г)с Сей Непюъ)оЬьп, )Ча!иге,!ЯО, 326. 32Х (!957) Открытие выяиовяслогпой замены в гсмоглобипе Я. Квьгг(гсгг 3 С. ТЬс ТЬгсе-Оьпьепььопа! вйгитигс о1 в Ргонйп Мо)сои!е, ВсйАгп., 205, 96 111, Оесстьег (!96!1 !обре!пг !2!1. Ков!г!пггд Р.
Е., дп Ргогеьп Ьйаре апб Выь)о(пса) Г'ольго). Ясь.Апь, 229, 52, ОсгоЬег (1973). Равдпд Е.„!ьипо Н.. 5!пдвг 5 3., Иейь I ! . 5!с)г)с Гей Апеппа: А ь(о!оси)аг Ойепвс, Ясьепсс, 1и), 543 548 (1949). Классическое описание злскгрофоретячесхях различий метлу гемоглобппами А и Б. Регию М Р. Непьов!о)йп В!гости!с впг) Кгпрпагогу Тгппврог!.
Ясь.лпь., 239, 92, ОесепзЬег (! 973!. Ртпгг М.Р., Еебтапи Н. Мо1еси)аг Рагьо)оду оГ Нипьап 1)сизой!оЬ!и. )чагигс. 219. 902 909 (196ЬЬ Вопросы и задачи 1. Обрпвовввпв взгяпов и ввугпрвцгвочвчпыг иппсрввиьгг гввхвй в по гьгпеггггьпйпых Чвпвг. 223 Гл. а ГлОбулярный 81'лки. ГБЫОГЯОьин 1 2 3 4 5 8 7 В 9 Щ 11 !1е А1а . Н18 . ТЬГ. Туг .
С!у . Рго РЬе С!п - А)а - А!0 12 Зэ 14 15 18 17 18 19 28 21 22 Ме( Суб !у8 - Тгр . С!п . А!В . С!п Рго . АВр . Иу Мг( Ак~ явиосз ь, Числа лкеуль- филимл связей бепок наб люда- ирелскаемая звнквя" 95-100 1 50-80 1 Рибонуклеаза 4 Лизоцим 4 Шелочная фосфатаза 2 Инсулин (бычий) 3 80 33 5 10 б — 7 Укажите, тле в изображенном ниже полипептнле возможно образование изгибов или поворотов цепи. Где могу~ образоваться внутрнцепачечные дисульфидные поперечные связи? 23 24 25 28 27 28 С1П ° Суб - А!а .
РЬе . Н!8 Агу 2. Расположение гнеяифичегких оиинокиг.1агя е глобулярннх белках. По ленным рентгенаструк гурного анализа миоглобина н других одноцепочечных глобулярных белков небодьших размеров был сделан ряд обобшений, касающихся уклалки полицептндных цепей растворимых белков. Исходя из этих обобщений, укажите наиболее вероятное расположение (внучрн илн на поверхности молекулы нативнаго глобулярного белка) аминокислотных остатков аспарагиновой кислоты.
лейцина, серина, валина. глугамина и лизина. Поясниз е свой ответ. 3. Ооризавиние функяиониргияцит белков иэ лиигйныт яолимграк. Белок обладает биолгиической активностью лишь в том случае, есди он имеет правильную трехмерную структуру. Синтез белков основан на информации, сопержашейся в линейной. г.е, одномерной кодируюшей пасдедоватеаьнасги ДНК. В соответствии с этой информацией рибосомы осуществляют сборку линейной, одномерной. иаследовательносги аминокислот. Учитывая эти факты, объясните, каким образом в клетках могуг формироваться биологически активные белки, обладающие специфической з.рехмерной структурой, Прнведитс какие-нибудь экспериментальные данные, подтвержлагазине ваши объяснения.
4. Диг)мь4идние поверечиьи' гллзг~ и укладка валитпглидиаи цели белки. Гипотезу о зам, что характер свертывания пояипептидной цепи белка (т.е. его вторичная и третичная структуры) определяются его линейной аминокислатной послелавательнос1ыо, МОЖНО ПРОВЕРИГгч ЕСЛИ ДатЬ РаэВЕРНУГЫМ белковым молекулам снова самопроизвольно свернуться.Определив биологическую активность белка до развертывания его цепей и после их свертывания (ренату- рации), можно вычислить долю белковых молекул, вернувнзихся в н пивное состояние. Например.
рибонукчеаза полностью развертывается после разрыва ее четырел днсульфнзных поперечных связен и посчс- дуюшей обработки 8 М мачевипой. Если затем удалить мочевнну путем лиализа и создать полходяшие условия лля образования новых лисульфнднглх поперечных связей. то активность рибонуклеазы восстанавливается на 95-100"„. Схема этого эксперимента показана на рис. 8-8. Ниже прнвелены результаты аналогичных опытов по ренатурацин других белков." " Исходя нз прелположения о случайном образовании днсульфндныл связей. н) Если бы образование четырех лисульфидных поперечных связей в процессе свертывания пепи рибонуклеазы происходила в результате совершенно случайного взанмолейсгвия остатков цнстенна, то можно было бы ожидать, что активность фермента после рснатурацни составит ж:ега 1"„ исходной активяастн. Почему она была бы славь низкой? б) Активность рибонуклеазы, лнзоцима н шелочной фосфатазы.
восствнавливакь шяяся после реиазурапии этих белков, оказывается гораздо выше той. которую следовало бы ажнлать, исходя из п редполажения о случайном образовании дисульфиднь1х поперечных связей. Объясните эзо набяюление. в) Один из белков, приведенных в таблице, а именно нису.чин, явно выделяется нз 224 ЧАСТЬ 1. БИОМО?!ЕКУЛЫ всех других. Наблюдаемая активность инсулина после его ренатурацин оказывается очень низкой и практически совпадает с акгивиастью, предсказанной исхо. дя из предположения о случайном образовании дисульфидных связей. Что можно сказать о нативнай структуре инсулина на основе этого наблюдения? Попробуйте представить себе, как формируется нативная структура инсулина. 5. Число полипвптидных чепец в олигомвриом белке.
Некоторое количество (бб0 мг) олигомернаго белка с молекулярной массой 132 000 обрабатывали избытком 2,4-дннитрсфторбензола в слабошелочной среде вплоть до завершения химической реакции. Затем пептидные свщи белка были подвергнуты полному гидролизу путем нагревания белка в присутствии концентрированной НОВ В гидролизате содержалась 5,5 мг следующего соединении: СНз СНз )ЧО, СН Ое)ч) )ЧН вЂ” С вЂ” СОО) ! ! Н Никаких лругих 2,4-дииитрофеннльных производных, образующихся в реакции с иаминагруппами аминокислот, обнаружено не было. а) Объясните, почему эти данные можно использовать для определения числа полипептидных цепей в олнгомерном белке. б) Рассчитайте число полипептидных цепей в этом белке.
6. Молекулярная масса гемоглобина. Первое указание на то„что белки по молекулярной массе намного преваскодят известные в та время органические соединения, бьша получено более! 00 лет назад. Например. уже тогда было известно, что гемоглобин солержит 0,34 вес. ', железа. а) Исходя из этой информации, определите минимальную молекулярную массу гемоглобина.
б) Послелуюшие эксперименты показали, что истинная молекулярная масса гемоглобина равна б4 500. Какую информацию отсюла можно извлечь о числе атомов железа в гемоглабнне? 7. Упаковка гемпглобино в эритроцтпох человеко. В крови человека содержится 100 г гемоглобина на 1 л крови. На ! мл крови прихолится около 5,0 Гйч эритроцитов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
