Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Основы функционирования белков. Активный центр белков и его специфическое взаимоденствие с лигандом как основа биологических функций всех белков
В первичной структуре белка содержится информация о его биологической Функции. При реализации этой функции белок обязательно взаимодействует с лигандом, в качестве которого могут быть и макромолекулы, и низкомолекулярные органические и неорганические вещества. Данное взаимодействие высокоспецифично и определяется строением активного центра. Активный центр белка - участок белковой молекулы, состоящий из радикалов аминокислотных остатков функциональных групп, сближенных при формировании третичной структуры и отвечающих за специфическое взаимодействие с лигандом. После перемещения лиганда в активный центр между его функциональными группами и радикалами аминокислот активного центра образуются специфические нековалентные связи (ионные, водородные, гидрофобные) или временные ковалентные. Если лиганд - макромолекула (ДНК, РНК, полисахарид или белок), то активный центр взаимодействует не с целой молекулой, а только с определенным комплементарным участком лиганда Каждый индивидуальный белок имеет уникальный активный центр, позволяющий избирательно связываться со специфическим лигандом и выполнять свою биологическую функцию; в этом состоит основное свойство белков. Комплементарность взаимодействующих молекул как основа специфичности при связывании белка с лигандом. Обратимость связывания. Ингибиторы белковых функций. Яды и лекарства как ингибиторы белков. Высокая специфичность взаимодействия данного белка со своим лигандом обеспечивается их пространственным и химическим соответствием - комплементарностью. Для эффективной работы активного центра важны химические свойства составляющих его аминокислот и их точная взаимоориентация в пространстве. Любые нарушения в общей конформации белка, вызванные точечными мутациями в его первичной структуре или изменениями параметров окружающей среды (температура, рН, концентрация солей), приводят к деформации активного центра и нарушению связывания белка с лигандом. Это ведет к частичной или полной утрате белком своей биологической активности.
Обратимость связывания. Взаимодействие белка с лигандом - процесс обратимый. Скорость взаимодействия белок - лиганд определяется концентрациями белка и лиганда в растворе, а также степенью их комплементарности. Этот процесс характеризуется константой диссоциации и описывается уравнением: P+LóPL Отношение константы скорости распада комплекса к константе скорости связывания белка с лигандом называется константой диссоциации комплека Константа диссоциации лиганд-белкового комплекса численно равна той концентрации субстрата, при которой осуществляется 50% оккупация участков связывания. Кдиcс.= Кр/Кс= ([P]x[L])/[PL] По величине константы диссоциации можно судить о комплементарности между белком и лигандом: чем меньше Кдисс, тем больше молекул белка связано с лигандом, тем выше степень комплементарности.
Ингибиторами функции белка являются молекулы, способные образовывать устойчивые комплексы с белком, изменять конформацию белковой молекулы и искажать, таким образом, структуру активного центра белка. Измененная конформация активного центра нарушает взаимодействие с лигандом и приводит к утрате биологической функции (биологической активности). Молекула, схожая по структуре с лигандом, называется структурным аналогом лиганда, она тоже может взаимодействовать с активным центром белка. Аналог, конкурирующий с лигандом за связывание в активном центре и уменьшающий его биологическую активность, называется конкурентным ингибитором белка.
Некоторые лекарственные препараты являются аналогами естественных ли-гандов белков. Например, при модификации химической структуры нейромедиатора можно получить вещества, которые также связываются с белком-рецептором, но при этом физиологический эффект усиливается или уменьшается. Такие вещества называются соответственно агонистами и антагонистами. ПРИМЕР АДРЕНАЛИНА: В молекуле адреналина связывание с бэта-адренорецептором обеспечивается одновременно двумя участками - в левой части молекулы структурой катехолового кольца (бензольное кольцо, содержащее 2 гидроксильные группы), а в правой части метильной группой. При взаимодействии с активным центром рецептора адреналин изменяет конформацию рецептора, и эти конформационные изменения передаются внутрь клетки, активируя аденилатциклазу. (Кдис=5х10-6) В молекуле структурного аналога - изопротеринола за счет дополнительной метильной группы повышено гидрофобное взаимодействие с рецептором. Изопро-теринол обладает действием, подобным действию адреналина, однако, его Кдис(0,4х10-6) ниже, что отражает более высокую степень комплементарности взаимодействия этого агониста с бэта-адренорецептором, что увеличивает проведение биологического сигнала через рецептор. Антагонисты бэта-адренорецепторов характеризуются ещё более высокой комплементарностью взаимодействия с рецептором (их Кдисс очень низкая=0,0034-0,0046х10-6), однако препятствуют действию адреналина (т.е. являются его конкурентными ингибиторами). Причина этого состоит в отсутствии структуры катехолового кольца у альпренолола и отсутствие двух гидроксильных групп в молекуле пропранолола.
Ингибирующее действие некоторых ядов объясняется их практически необратимым связыванием с белками организма. альфа-Нейротоксин яда кобры при поступлении в чужой организм специфически взаимодействует с холинергиче-скими рецепторами постсинаптических мембран и блокирует их работу. D-тубокурарин (яд кураре) является конкурентным ингибитором ацетилхолина при связывании с рецептором.
Четвертичная структура белков. Понятие о мономерной, димерной и олигомерной организации четвертичной структуры белков Особенности строения и функционирования олигомерных белков на примере гемсодержащнх белков - гемоглобина и миоглобина.
Четвертичной структурой белков называют пространственное взаиморасположение нескольких полипептидных цепей (субъединиц или протомеров), объединенных слабыми (гидрофобными, ионными, водородными) взаимодействиями. Белки, состоящие из двух и более субъединиц, называются олигомерными. Белковая субъединица - протомер, может состоять как из одной, так и из двух полипептидных цепей. Число субъединиц в олигомере, как правило, зависит от его функции и варьируется от двух (гексокиназа) до нескольких десятков, а иногда и сотен (пируватдегидрогеназный комплекс состоит из 312 субъединиц). Олигомерные белки могут включать в свой состав: - одинаковые субъединицы (гексокиназа), - разные, иногда повторяющиеся, субъединицы (гемоглобин взрослого человека состоит из 2 альфа- и 2 бэта-субъединиц). При формировании четвертичной структуры строго соблюдается принцип комплементарности - пространственное и химическое соответствие поверхностей субъединиц. В процессе образования третичной структуры белка на его поверхности возникают уникальные контактные участки. Активные группы радикалов аминокислот на контактирующем участке одной субъединицы образуют слабые химические связи с активными группами радикалов на контактирующем участке другой субъединицы с высокой специфичностью, исключающей ошибки формирования четвертичной структуры. Date: 2016-05-24; view: 3932; Нарушение авторских прав |