Биологический каталог




Биологическая химия

Автор Д.Г.Кнорре, С.Д.Мызина

и 7, характеризующие влияние присутствия на димере одной молекулы лиганда на сродство ко второй молекуле того же лиганда и на величину ответа. При этом следует учесть, что в отсутствие кооперативное™ отношение констант ассоциации должно быть равно К\/К2 — 4, так как присоединение лиганда к ? должно идти в два раза быстрее, чем к PL, поскольку идет по двум центрам, а диссоциация PL2 должна идти вдвое быстрее, чем PL, поскольку может Диссоциировать любая из двух молекул L. Поэтому вместо констант ассоциации AT] и f2 можно ввести константы 2А' и /?А'/2. Вместо коэффициентов пропорциональности а\ и о2 следует ввести коэффициенты ? и 7а. Выражения для степени заполнения биополимера лигапдом и для величины ответа в этих обозначениях запишутся в виде

?fPLl + 2rPLol)I???, = ???, }?^?+???^}1\

(3.28)

(3.29)

TL

Такой подход может быть без труда распространен на биополимеры с произвольным числом субъединиц, но при этом будет соответственно возрастать число параметров, необходимых для описания равновесия и величины ответа. Это затрудняет использование такого строгого подхода для систем с большим числом субъединиц, а в некоторых случаях практически полностью его обесценивает.

Промежуточное положение между весьма упрощенным уравнением Хилла и строгим рассмотрением многоступенчатых равновесий занимает модель, предложенная Моно, Уайменом и Шанже, известная как симметричная модель с согласованным переходом. Эта модель учитывает уже упоминавшееся в § 3.9 положение, что конфор-мационное изменение, вызываемое присоединением лиганда, происходит в результате ого влияния на предсу-щесгвующее равновесие между двумя формами биополимера. Предполагается, что одна из них, форма ? (от англ. tight — плотная), обладает более низким сродством к лпганду, чем форма II (релакспропаппая).

4— K(K,/Kr)

-+

if*,

i 4— K(K,/K,)>

I ->

4Ткт

L 4— K(K,/KT)»

I

At*

I ¦ i.: 4- К(К,/К,И

I » _-» RL4

Рис. 42. Схематическое изображение модели согласованных переходов для биополимера, состоящего из четырех субъединиц

В основу модели положен постулат о сохранении симметрии структуры биополимера при конформационном переходе, т.е. предположение, что в каждой данной частице биополимера все субъединнцы находятся либо в форме Т, либо в форме R. В этом случае поведение системы описывается всего тремя параметрами —

константами соответствующих равновесий К, К и К выражения для которых

1 К

(3.1), (3.2), (3.3) приведены в предыдущем параграфе. Читателю предоставляется возможность самостоятельно вывести выражение, описывающее зависимость степени заполнения биополимера лигандом от концентрации свободного лиганда, которое имеет вид

? [П]х + ? [RL]:

J-- 1 г'= 1

/[i']t =

??? [L] (1 + AT [L])«-1 + AR [ L] (1 + AR [L] ]

A-(l

A'T[L])"+ (1 + *R[L])«

?-1

(3:30!

Для наглядности на рис. 42 представлена схема, положенная в основу спммет-

Задачи

3.1. Пользуясь структурой инсулина, приведенной на рис. 3, и ориентировочными значениями рА/ аминокислотных остатков, приведенными в табл. 3.1, оцените заряд инсулина при значениях рН, 3, 7 и 10.

3.2. Найдите число гидрофобных остатков отдельно в А- и В-цепях инсулина.

3.3. В состав белков плазмы крови входит белок аполипопротеид, ответственный за транспорт водонерастворимых липидов. В полипептидной цепи этого белка содержится участок, способный сворачиваться в о-спираль:

—Val—Sei—G In—Ту ?—PL e—Изобразите распределение боковых радикалов аминокислот относительно поверхности цилиндра, описывающего ?-спираль. Какое значение может иметь это распределение для функции белка?

3.4. Додекапептид аминокислотной последовательности

—H3N*—А1 а[—Va 12—А1 а3—А1 а4— А1 а5—Va 1 б—?1 а.у—Va 1 $—Le ua—А1 а10—?1 ai ?— -Val12-C00-

имеет структуру ?-спирали. Как изменится вторичная структура данного пептида, если сделать следующие замены аминокислот:

1) А1аз на Leu, Valg на lie;

2) Ala3 на Тгр;

3) А1аз на Тгр, \?\^ на Тгр;

4) Val2 на Arg, Vale на Lys;

5) Val2 на Lys, Val6 на Glu?

3.5. Определена первичная структура тРНК ?.col i, специфичная к тирозину:

5 'pGGUGGGGUUCCCGAGCUineGGCCAAAGGGA—CCAGACUGUGUAAAV^CUGCCGCAUCAUCGACUUCGAA GGTi№GA AUCCUUCCCCCACCACC'A—01ГЗ ' *

Нарисуйте структуру этой т-РНК в виде <клеверного листа>. Обозначения минорных нуклеотидов те же, что и на рис. 28. В чем наиболее существенное отличие пространственной структуры тРНК, специфичной к тирозину, от тРНК, специфичной к фенилаланину, данной на рис. 28?

3.6. Для исследования влияния химической модификации гетероциклов на стабильность дуплекса нуклеиновых кислот синтезировали декаолигонуклеотид PCpTpGpApTpTpApCpGpA, комплементарный участку одиоцепочечной ДНК. Декаолигонуклеотид перед образованием дуплекса подвергали модификаций различными химическими агентами:

1. В водно-спиртовом растворе при pll 7 и 37°С проводили модификацию ?-ацетокси-М-ацетил-2-аминофлуореном

Н3СС(0)0 НзСС(О)^

который реагирует с гуанином по С — 8 гетероцикла. Напишите формулу продукта модификации. Как эта модификация повлияет на стабильность образуемого дуплекса?

2. При обработке нуклеиновых кислот водорастворимым карбодиимидом [?-цикло-гексил-? '-(метилморфолиний )-этилкарбодиимид]

О

n = C = N—CHjCHj-N*_Ь

идет электрофильная атака атома С карбодиимидной группы на атом N группировки -СО-NH-. Какие гетероциклы в данном декануклеотиде будут модифицироваться? Напишите формулы модифицированных нуклеотидов. Как изменится стабильность дуплекса?

3. При обработке цитозина аминами в присутствии гидросульфита происходит реакция переаминирования. Как будет влиять на стабильность дуплекса переаминирование одно-замещенным (NH2R) и двузамещенным (NHRi) аминами? Изобразите комплементарные пары модифицированного цитозина с гуанином.

4. При синтезе данного декануклеотида использовали 2-аминопронзводное аденина. Как это может повлиять на стабильность образуемого дуплекса? Изобразите комплементарную пару модифицированного аденина с тимином.

3.7. Двуцепочечная кольцевая ДНК содержит в своей структуре фрагмент такой последовательности:

5' - pGpCpTpApCpTpTpCpApCpApCpTpCpApApCpApApTpT - 3'

3' - CpGpApTpCpApApGpTpGpTpGpApCpTpTpGpTpTpApAp -5'

При обработке такой кольцевой структуры бромацетальде'гидом, реагирующим с аденином по реакции (VII.2), и глиоксалем, реагирующим с гуанином по реакции

?—?

I

н

модификации гетероциклов не наблюдается. При переводе структуры в сверхспирализован-ное состояние наблюдается модификация 11-аденина и 10'- и 12'-гуанинов. Объясните причину модификации и нарисуйте возможную третичную структуру фрагмента.

3.8. Взаимодействие аргинил^гРНК-синтетазы из E.col i с субстратом аргинином, содержащим радиоактивную метку [''С]-аргинина, исследовали с использованием метода равновесного диализа. Диализ проводили в кювете, разделенной на два равных по объему отсека целлюлозной мембраной, проницаемой для аргинина и непроницаемой для фермента. В кювету заливали раствор субстрата раапичной концентрации в стандартном буфере-Далее в один из отсеков кюветы вносили раствор фермента в стандартном буфере. Концентрация фермента во всех опытах была постоянной, равной 6,5 мкМ. После проведения диализа и установления равновесия определяли концентрацию аргинина в отсеке, не содержащем фермент.

Получены следующие экспериментальные данные:

Л« опыта.................. 1 2 3 4 5

Концентрация внесенного

[ИС]-аргинина, мкМ....... 38,5 57,9 156,3 295,5 395,0

Концентрация [14С]-аргинина в отсеке, не содержащем фермента, мкМ.............. 18,5 27,9 76,3 145,5 J95

Сколько [н С]-аргинина связалось с аргинил^гРНК-синтетазой? Представьте результаты в координатах Скэчерда и вычислите значения константы ассоциации и число центров связывания.

3.9. Как правило, не все части узнаваемого лиганда в равной мере существенны для его связывания с биополимером, поэтому можно сконструировать аналог лиганда, содержащий химически реакционноспособные группы. В этом случае за образованием специфического комплекса РХ биополимера ? с реакционноспособным аналогом лиганда X может последовать химическая реакция между аналогом и какой-либо группой биополимера часто с образованием ковалентной связи. Поскольку это происходит в результате сближения реакционноспособной группы аналога и модифицируемого фрагмента биополимера, т.е. за счет сродства (аффинности) биополимера к аналогу, такая модификация названа аффинной модификацией.

Напишите простейшую схему аффинной модификации.

Сделав допущения, что а) концентрация комплекса РХ является квазиравновесной, т.е. по ходу всего процесса выполняется соотношение

ИМ _ ,

[РХ] ~

где Кх — константа диссоциации комплекса РХ; б) реагент введен в большом избытке по отношению к биополимеру, т.е. [Х]0 >[Р]о. выведите кинетическое уравнение для накопления продукта модификации ??. Как будет выглядеть зависимость начальной скорости модификации от концентрации реагента?

ГЛАВА 4 ФЕРМЕНТЫ

Говоря о классификации ферментов, следует подчеркнуть, что ферменты классифицируются не как индивидуальные вещества, а как катализаторы, определенных химических превращений или групп химических превращений. Ферменты, выделенные из разных биологических источников и катализирующие идентичные реакции, могут довольно существенно отличаться по своей первичной структуре, как это было продемонстрировано в § 2.1 на примере панкреатических рибонуклеаз из разных видов млекопитающих. Тем не менее все они в перечне классифицированных ферментов фигурируют под одним шифром.

В настоящее время число различных известных реакций, катализируемых ферментами, составляет около двух тысяч и число их непрерывно возрастает. Для того чтобы ориентироваться в этом множестве биохимических превращений, нужна некоторая систематика. Она создана Международным союзом по биохимии (International Union of Biocheinisry, IUB) и рекомендован

страница 31
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109

Скачать книгу "Биологическая химия" (8.81Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(30.05.2017)