1631210426-ee3ce1e36ee952a373648baec5c039da (558205), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Их синтез исекреция регулируется гипоталамо-гипофизарнойсистемой.Повышение скорости синтеза йодтирониновприводит к развитию базедовой болезни, основнымисимптомами которой является мышечная слабость,потеря массы тела, повышенный аппетит,повышение температуры тела.Гипофункция щитовидной железы в раннем детствеприводит к задержке физического и умственногоразвития – кретинизму. У взрослых снижениеуровня синтеза йодтиронинов проявляется всонливости, снижении толерантности к холоду,увеличению массы и снижению температуры тела.Йодирование используется для введения в белкитяжелой метки для рентгеноструктурного анализабелков методом изоморфного замещения.Йодирование радиоактивными изотопами I125 и I131позволяет ввести в белок радиоактивную меткуПОСТТРАНСЛЯЦИОННАЯ И ХИМИЧЕСКАЯ МОДИФИКАЦИЯ БЕЛКОВ.МОДИФИКАЦИЯ ОСТАТКА ТИРОЗИНА.Йодирование радиоактивными изотопами I125 и I131позволяет ввести в белок радиоактивную метку, чтоиспользуют для решения медицинских задач.Модификация тирозина (см.
64), котораяприводит к фрагментации белка (см. 67)ПОСТТРАНСЛЯЦИОННАЯ И ХИМИЧЕСКАЯ МОДИФИКАЦИЯ БЕЛКОВ.Модификация остатка триптофанаМодификация триптофана, котораяприводит к фрагментации белкаИз триптофана в головном мозгу человека образуется«гормон счастья» серотонин, а в печени — «гормоннесчастья» кинуренин. Уровень кинуренина выше удепрессивныхпациентов,чемуздоровыхдобровольцевМодификация остатка гистидинаХимическая модификация аминокислотных остатков в белках для аналитического применения. Взаимодействие среагентом Паули (солями диазония) приводит к образованию окрашенного соединения.Модификация белков с целью изменения ихбиологической функции.
Сериновые протеазы.Учебник: Северин «Биохимия» стр. 96-97Химотрипсин, трипсин, эластаза – сериновые протеазы,отличающиеся лишь специфичностью по отношению к природекарбонильного компонента расщепляемой пептидной связи.Каталитический центр протеаз представлен сериновой триадой –серином, гистидином и аспартатом. В случае химотрипсина – этоSer-195, His-57 и Asp-102. Каталитическая активностьхимотрипсина определяется необычайно высокой реакционнойспособностью Ser-195. Находящиеся рядом карбоксилат-анионаспартата и имидазольная группа гистидина формируютситстему переноса заряда.
Эта система играет ключевую роль вкатализе благодаря способности связывать протон иобеспечивает, с одной стороны, челночную передачу протона, а сдругой – повышает нуклеофильный характер остатка серина вактивном центре.На первой стадии гидролиза пептидов химотрипсином –ацилирования – в результате атаки субстрата гидроксилом Ser195 образуется нековалентно связанное промежуточноесоединение, превращающееся в тетраэдрическое промежуточноесоединение. Затем оно распадается с образованиемацилфермента – промежуточного продукта катализа, при этомрасщепляется пептидная связь.На второй стадии гидролиза пептида – деацилирования –ацилфермент гидролизуется с отщеплением N-концевой частипептида и одновременной регенерацией в активном центретриады аминокислот.Модификация белков с целью изменения их биологической функции.Сериновые протеазы.Взаимодействие с N-тозил-Lфенилаланилхлорметаномприводит к ингибированиюхимотрипсинаМодификация белков с целью измененияих биологической функции.
РНКаза А.Панкреатическая рибонуклеаза (рибонуклеаза А, РНКазаА) гидролизует РНК в ходе двухстадийного процесса,при котором в качестве промежуточного соединенияобразуется 2’,3’-циклический фосфат (2’,3’-cCMP).Реакция гидролиза РНК протекает по механизму общегокислотно-основного катализа с участием вкаталитическом центре фермента двух остатковгистидина – His12 и His119.Двустадийный механизм реакции гидролиза рибонуклеазой Апервая стадиявторая стадияПервая стадия. На стадии циклизации His 12 выступает в роли общего основного катализатора, а His119 – в роли общейкислоты.
Заряженный имидазольный остаток His 119 подает протон, необходимый для образования 5’-гидроксильнойгруппы аденозина, а непротонированный His12 отнимает протон от 2’-гидроксигруппы, атакуемый атомом Р.Вторая стадия. На стадии гидролиза His12 и His119 меняются ролями; His119 активирует атаку воды по механизмуобщего основного катализа, а His12 является кислотным катализатором, про тонирующим уходящую группу.Модификация белков с целью изменения их биологическойфункции. РНКаза А.Взаимодейстаие РНКазы А сдиэтилпирокарбонатом приводит кинактивации ферментаИсследователи, работающие с олигорибонуклеотидами,обрабатывают посуду и растворы диэтилпирокарбонатом.Зачем?Модификация биополимеров бифункциональными реагентами Реагенты, содержащие две модифицирующие группировки, способныприсоединяться к двум сближенным группам в составе одного белкаили молекулы нуклеиновой кислоты или образовывать ковалентныесвязи с двумя молекулами биополимеров. Расстояние между функциональными группами, подвергающимисямодификации одной молекулой реагента, ограничено его длиной.Поэтому исследование модификации с помощью бифyнкциональныхреагентов различной длины позволяет получить информацию овзаимном расположении различных функциональных групп в составебиополимеров, макромолекул в сложных комплексах (рибосомы,хроматин) или в клеточных структурах (например, белки в мембранах)или даже об организации ферментных комплексов внутри живойклетки.Бифyнкциональные реагентыСодержат две одинаковыереакционноспособные группыМодификация осуществляетсяпростой обработкой исследуемогобиополимера илимакромолекулярного комплексас помощью реагентаГетеробифункциональныесодержат две реакционноспособныегруппы различной специфичностиМодификация осуществляетсяпоследовательноРеагент может бытьсначала присоединен к однойиз макромолекул.
Затемпосле помещения биополимерав какие-то новые условияпроводится модификациявторой функциональной группойБифункциональные реагентыПримеры гетеробифункциональных реагентовПримеры бифункциональных реагентовдиимидоэфиры1,5-дифтор-2,4динитробензолПервоначальноможноприсоединитьэтиреагентыкопределеннымточкамвструктуребелказасчетсветонезависимых специфичных реакций.
Затем может бытьпроведена активация азидогрyпп реагента. При этом будутпроисходить реакции в окрестности модифицированнойаминогрyппы или SH –группы.Бифункциональные реагентыБИФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ РЕАГЕНТЫ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ТКАНЕВОЙ ИНЖЕНЕРИИ.Для создания графтов необходимо привлекать специалистов-биооргаников, т.е. насТканеваяинженерия(одноизнаправленийбиотехнологии)этоконструированиеивыращивание живых функциональных тканей илиоргановвнеорганизмадляпоследующейтрансплантации пациенту.
На месте дефекта должнабыть восстановлена трехмерная структура ткани.Целью является регенерация ткани, а не простозамещение ее синтетическим материалом.Созданиеискусственныхоргановпозволитотказаться от трансплантации большей частидонорских органов, улучшит качество жизни ивыживаемость пациентов. Одна из задач - созданиеискусственных сосудов.На первом этапе отбирают собственный или донорскийклеточный материал (биопсия), выделяют тканеспецифичныеклетки и культивируют их. В состав тканеинженернойконструкции, или графта, кроме культуры клеток входитспециальный носитель (матрица).
Матрицы могут бытьвыполнены из различных биосовместимых материалов.Клетки полученной культуры наносятся на матрицу, послечего такая трехмерная структура переносится в биореакторс питательной средой, где инкубируется в течениеопределенного времени. Первые биореакторы были созданыдля получения искусственной печеночной ткани.Трансмембранные гликопротеины – интегрины.Использования RGD-пептида для повышения эффективности заселенияматриксов эндотелиальными клетками.• Интегрины выполняютрецепторные функции привзаимодействии клеток междусобой и внеклеточнымматриксом.• Каждый тип клеток имеет строгоопределенный наборинтегринов, связывающийтолько специфичные дляданных интегринов RGDпептиды.Способность альбумина к связыванию с рецепторами эндотелиальных клеток открывает перспективуиспользования его в качестве одного из компонентов при создании ткане-инженерных конструкций дляоткрытого и транскатетерного замещения элементов сердечно-сосудистой системы.
Для стимуляцииэндотелизации поверхностей, контактирующих с кровью многообещающающей является стратегия,основанная на конъюгировании альбумина с RGD пептидами (трипептид L-аргинина, глицина и Lаспарагиновой кислоты). RGD-трипептид широко распространен в структуре белков экстрацеллюлярногоматрикса и является важнейшим лигандом для интегринов – рецепторов, ответственных за клеточнуюадгезию, пролиферацию, выживаемость, миграцию и дифференцировкуRGD-пептиды – энхансеры связывания клеток с поверхностью матриксовВ последние годы широким фронтом разворачиваются исследования с использованием человеческого сывороточноо альбумина врегенеративной медицине.
Альбумин действует как антибактериальный элемент графта, при этом способствует адгезии клетокэукариот. Интересно, что, увеличивая локальную концентрацию альбумина in vivo, можно достигнуть более быстроговосстановления кости, возможно потому что альбумин рекрутирует эндогенные стволовые клетки и способствуетросту новой ткани.
Эти свойства в комбинации с активацией нейтрофилов, а также способностью служить в качестве буферноймолекулы делают альбумин полезным в процессах заживления и поддержки ремоделирования функциональных тканей. Дляповышения эндотелизации поверхностей, контактирующих с кровью, необходимо решить задачу по функционализациичеловеческого сывороточного альбумина остатками RGD пептида.ЗАДАЧА: ПОЛУЧИТЬ КОНЪЮГАТ Цикло(RGDfC) ПЕПТИДА С АЛЬБУМИНОМЦикло(RGDfC) пептидРАЗРАБОТКА ПОДХОДА К ФУНКЦИОНАЛИЗАЦИИ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГОСЫВОРОТОЧНОГО АЛЬБУМИНА ПЕПТИДОМ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИМ СВЯЗЫВАНИЕ СРЕЦЕПТОРАМИ КЛЕТОЧНОЙ АДГЕЗИИДве стратегии введения в человеческий сывороточный альбумин пептида цикло(RGDfC)Расщепляемые бифyнкциональные реагентыСодержат между реакционноспособными группами специальную структуру,которая позволяет расщепить реагент на две части после проведениямодификации.
В качестве таких структур используют, например,дисульфидную связь, которая может быть разрушена окислением иливосстановлением:Или цис-гликольную группировку, которую можно разрушить окислениемперйодатом.Примодификациидиэпоксибутаномцис-гликольнаягруппировка возникает в реакции:Идентификация продуктов модификациив случае применения расщепляемых реагентовс помощью «диагональных методов»,например, диагонального электрофорезаСмесьмодифицированныхбелковразделяютэлектрофорезом в одном направлении.
Затем белки, неизвлекая их из геля, подвергают расщеплению с помощьюпроцедуры, разрушающей реагент. После этого проводятэлектрофорез во втором направлении в условиях,идентичных условиям разделения в первом направлении.Неизмененные белки – на диагонали геля.
Белки, вновьобразовавшиеся при расщеплении реагента, соединяющегоих в агрегат, будут находиться в стороне от диагонали, таккак отличаются по подвижности от белка, в составекоторого они были во время первого разделения..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
