Молекулы и клетки

Хотя последовательность аминокислот еще ничего не говорит о трехмерной структуре белка, она очень важна для специалиста в области химии ферментов. Зная аминокислотную последовательность, можно, например, определить аминокислотные остатки, прямо или косвенно участвующие в ферментативном катализе, а также (в случае зимогенов химотрипсиногена и трипсиногена) установить расположение тех пептидных связей в молекуле, которые расщепляются при активации. Так,…

А где расположены активные остатки серина? В химотрипсиногене — в положении 195, а в трипсиногене — в положении 183. Обратите внимание на сходство в расположении этих остатков в молекулах обоих белков. Правда, в каждой молекуле два гистидина и активный серин разделены большим промежутком; тем не менее есть все основания полагать, что в активном участке трехмерной…

Итак, химотрипсиноген и трипсиноген имеют сходную структуру и механизм действия, но различную специфичность. Возможно, они произошли от общего предка. Структурные элементы, с которыми связана ферментативная активность, отличаются большой устойчивостью и не изменяются в процессе эволюции. Подобное химическое постоянство структур, связанных с биологической функцией, было уже отмечено для аминокислотной последовательности цитохрома и гемоглобина у животных разных…

Б. Хартли и Б. Килби установили, что этот субстрат гидролизуется как трипсином, так и химотрипсином. Для того чтобы начался гидролиз, необходимо, чтобы фермент встретился в растворе с субстратом и образовался так называемый ферментсубстратный комплекс. Затем эфир расщепляется на составляющие его кислый и основной компоненты. Кислый, или ацетильный, компонент соединяется с ферментом, давая начало промежуточному соединению,…

Химотрипсин содержит два остатка гистидина, а трипсин — три. Как мы увидим дальше, имеются основания полагать, что на самом деле в процессе участвуют не один, а два остатка гистидина. Первый из них отталкивает электроны по направлению к атакуемой связи, а второй притягивает электроны с противоположной стороны. Согласно такой схеме реакции, разрыв химических связей происходит только…

Одним из самых ранних наблюдений, указавших на то, что остаток серина служит компонентом активного центра трипсина и химотрипсина, явилось открытие, сделанное А. Боллсом и Ю. Дженсеном, которые установили, что активность обоих ферментов подавляется в присутствии диизопропилфторфосфата (ДФФ). За два года до этого А. Мазур и О. Бодански обнаружили, что ДФФ подавляет активность ацетилхолинэстеразы — фермента,…

Самым неожиданным оказалось расположение четырех групп гема в молекуле оксигемоглобина. Исходя из характера их химического взаимодействия, следовало бы ожидать, что они лежат рядом друг с другом. На самом же деле каждая группа гема располагается в отдельном углублении на поверхности молекулы и, по-видимому, совершенно не связана с остальными тремя группами гема. Итак, структура гемоглобина в том…

Положение же двух α-цепей, насколько мы могли судить, не изменилось, как и расстояние между атомами железа в β- и их ближайшими соседями в α-цепях. Создавалось впечатление, что две β-цепи раздвинулись, оторвавшись друг от друга, причем их точки соприкосновения с α-цепями несколько изменились. Смотрите рисунок - Сравнение участков двух β-цепей в «восстановленном» (свободном от кислорода) гемоглобине…

Недавно мне удалось построить модели α- и β-цепей гемоглобина; оказалось, что по своей атомной структуре они очень напоминают миоглобин. Если какие-либо две белковые цепи так похожи друг на друга, то мы вправе ожидать, что они имеют почти одинаковый аминокислотный состав. Выражаясь языком белковой химии, можно сказать, что в молекулах миоглобинов и гемоглобинов всех позвоночных аминокислоты…

Сравнение аминокислотных последовательностей в молекулах гемоглобина и миоглобина у всех изученных видов показало, что только в 15 положениях (то есть не более чем в 1 из 10) стоят одинаковые аминокислотные остатки. Во всех же остальных положениях в процессе эволюции произошло одно или даже более замещений (смотрите рисунок ниже). Последовательность аминокислот в положениях 81 —102 для…