Большая техническая энциклопедия
0 1 3 5 8
D N
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
КА КВ КЕ КИ КЛ КО КР КУ

Клеточные белок

 
Клеточные белки, способные катализировать различные биохимические реакции, называют ферментами или энзимами. Ферменты по химическому строению, могут быть трех видов: состоящие только из сложных белковых соединений; содержащие, кроме белковых молекул, ионы одного из металлов ( меди, железа, цинка и Др. В образовании ферментов могут участвовать витамины. Клетки микроорганизмов имеют большой набор ферментов, например грибы рода Aspergillus содержат до 20 различных ферментов.
Интерфероны - клеточные белки и поэтому они видоспеци-фичны, то есть каждому виду животного свойственен свой интерферон, но не являются вирусоспецифическими. При смешанной вирусной инфекции один вирус подавляет другой за счет интер-фероногенности первого - феномен вирусной интефе-р е н ц и и. Иногда эта видоспецифичность очень узкая, например, для курицы, утки, мыщи и крысы, но не перекрестно в группах птиц и грызунов или между группами. Однако есть исключения - человеческий интерферон защищает клетки крупного рогатого скота лучше, чем коровий интерферон.
Рибосомы - место синтеза клеточных белков, а рибосомальная РНК, по-видимому, та основа, на к-рой этот синтез происходит. Однако никаких подробностей о характере участия рибосомальной РНК в процессе синтеза белка до сих пор неизвестно. Рибосомы можно уподобить фабрикам белка, к-рые могут работать в соответствии с любой задаваемой им программой, по любому чертежу. Эта программа, чертеж или план построения будущей белковой молекулы поступает в рибосомы из ядра, где он записан и хранится в молекулах ДНК.
В целом нарушается синтез нуклеиновых кислот и клеточных белков, что и лежит в основе бактериостатического и бактерицидного действия лекарственного вещества. Эти препараты не действуют подобным образом на клетки человека, так как его организм не вырабатывает витамины, а получает их с пищей.
Часть ферментов, наконец, находится во фракции нерастворимых структурных клеточных белков.
Большинство прокариот способны синтезировать все аминокислоты, входящие в состав клеточных белков. Введение в молекулу некоторых из них ( щавелевоуксусной, а-кетоглутаровой, пировиноградной кислот) аминного азота приводит к образованию аспарагиновой, глута-миновой кислот и аланина. Однако в большинстве случаев исходные соединения должны подвергнуться значительным перестройкам, чтобы сформировать углеродный остов молекулы будущей аминокислоты.
Механизм действия кислот и щелочей заключается в основном в их воздействии на клеточные белки. Под влиянием кислот на коже возникают сухие, остро ограниченные струпья желто-коричневого или даже черного цвета. Щелочи вызывают образование сероватых мажущих струпьев, резко не ограниченных.
Гетеротрофные организмы не способны к синтезу части аминокислот, необходимых для образования клеточных белков. Такие организмы для синтеза собственных белков используют аминокислоты, входящие в состав белков пищи.
Как уже отмечалось выше, в ДНК в форме линейной последовательности нуклеотидов зашифрована структура всех клеточных белков. Этот код триплетныи: тройка соседних нуклеотидов образует к о д о н, соответствующий одному аминокислотному остатку белковой цепи.
Как уже отмечалось выше, в ДНК в форме линейной последовательности нуклеотидов зашифрована структура всех клеточных белков. Этот код триплетный: тройка соседних нуклеотидов образует к о д о н, соответствующий одному аминокислотному остатку белковой цепи.
Два изображения клеток Е. coli. А. Электронная микрофотография тонкого среза, В центре видны две клетки, которые только что завершили деление, но еще не разошлись. Светлые участки в центре каждой клетки-ядреные тельца, или нуклеоиды, содержащие ДНК. Очень темные гранулы в цитоплазме - рибосомы. Б. Электронная микрофотография поверхности клеток Е. coli, на которой видны пили и жгутики. Рибосомы, в состав которых входят рибонуклеиновая кислота и многочисленные белковые молекулы, осуществляют синтез клеточных белков. Рибосомы часто собираются в группы, называемые полирибосомами, или полисомами.
В ДНК в форме специфической последовательности Т, А, С и G закодирована аминокислотная последовательность всех клеточных белков. Кодирование осуществляется триплетами из тимина, аде-нина, цитозина и гуанина. Три основания ( кодон) кодируют одну аминокислоту. Тем самым ДНК действует как матрица для синтеза белков в клетке. Определенные участки ДНК ( гены) ответственны за то или иное действие в клетке. Каждая клетка содержит полный набор информации для строительства своих белков, ферментов.
При внутрибрюшинном введении мышам с асцитной карциномой Эрлиха ионода и пропилгаллата происходило торможение включения С14 - Ь - аминокис-лот в клеточные белки.

В этом случае поглощение кислорода - чисто химический процесс, связанный с окислением определенных химических веществ клетки, например SH-rpynn клеточных белков.
При изучении индуцированного синтеза 3-галактозидазы у Escherichia coli найдено, что этот фермент синтезируется не за счет аминокислот, имеющих источником другие клеточные белки. Еще один пример необратимого процесса синтеза белка - образование вируса табачной мозаики [87]; хотя вирус синтезируется из продуктов распада белков листьев, между однажды синтезированным вирусом и тканями листа не происходит обмена компонентами.
Бактериостатическая активность восстановителей также связана с их способностью вступать в необратимое взаимодействие с протоплазмой живой микробной клетки и действовать на аминогруппы клеточных белков. В конечном счете это приводит либо к задержке размножения микроорганизмов, либо к их гибели. Восстановители в водном растворе или в газообразной форме являются эффективными дезинфекционными средствами. Они, в зависимости от условий, могут проявлять спороцидную, фунгицидную или бактерицидную активность.
На мышах с асцитной карциномой Эрлиха при внутрибрюшин-ном введении ионола наблюдалось зависимое от концентрации торможение включения Ь - С14 - аминокислот в клеточные белки. Так, при дозе 75 мг / кз наблюдается 30 % - ное торможение, при дозе 115 MS / кг - 65 % - иое, а введение ионола в концентрации 2& 0ме / кг приводит к полному подавлению включения.
Процесс компостирования зависит от активности микроорганизмов, которые нуждаются в источнике углерода для получения энергии и вещества для образования новых клеток, а также в источнике азота для синтеза клеточных белков. В меньшей стелени микроорганизмы нуждаются в фосфоре, калии, кальции, натрии, магнии, сере, железе и следовых количествах других элементов, например кобальта и цинка. В большинстве процессов компостирования эти потребности удовлетворяются за счет исходного состава органических отходов, только отношение углерода к азоту ( C / N) и изредка уровень фосфора могут нуждаться в корректировке.
Кинетика синтеза ( 5-галактозидазы. Если запустить подобный индуцированный синтез на длительное время, то мы получим культуру, в которой данный фермент, ji - галактозидаза, может составлять в некоторых случаях до 10 % суммы клеточных белков.
Являясь носителями большого объема информации, они способны оказывать влияние на процессы реализации генетической информации, закодированной в геноме клетки, регулируя ( не просто количественно, но и качественно) процессы синтеза клеточных белков. Межклеточная передача информации, закодированной в макромолекулах, обеспечивает процессы развития, дифференцировки клеток и осуществления функции таких высокодифференцированных клеток как, например, нервные или мышечные клетки.
Нуклеиновые кислоты выполняют в организме ряд важнейших функций: они обеспечивают хранение и передачу генетической информации и они же участвуют в тех механизмах, при помощи которых эта информация реализуется в процессе синтеза всех клеточных белков, а следовательно, и всех прочих клеточных компонентов. Эти функции нуклеиновых кислот рассматриваются в гл.
Полученные результаты свидетельствуют, что гипорамин оказывает подавляющее действие на накопление вирусных белков при добавлении его к клеткам перед адсорбцией вируса на них, при этом непосредственно на синтез вирусспецифических белков в клетках, а также на накопление клеточных белков гипорамин никакого влияния не оказывает.
К - Чепу-лис - что явление потери устойчивости к миксовирус-ной инфекции наблюдается не только у вируса болезни Ньюкасла, но и при гриппозной инфекции. Клеточные белки, входящие в состав этих двух вирусов, играют важную роль в инициации и развитии инфекции при переходе вирусов из одного организма в Другой.
Обычные методы органической химии, применяемые для изолирования органических соединений, непригодны для выделения белков ввиду того, что большинство белков необычайно чувствительно к нагреванию, к действию кислот, оснований, органических растворителей и в некоторых случаях даже к действию дестиллированной воды. Нерастворимые клеточные белки можно легко получить после экстрагирования из клеток жиров, углеводов и растворимых белков водой и органическими растворителями. Часто экстрагирование проводят также разведенными растворами NaCl или бикарбоната натрия, так как некоторые белки растворимы только в присутствии нейтральных солей.
Таким образом, картина образования вируса ВТМ в значительной части выяснена: репродукция вируса - генетическое заболевание. В итоге вместо клеточных белков синтезируется белок вируса, вместо клеточ-лых нуклеиновых кислот - РНК вируса. Сборка полной вирусной частицы происходит, по-видимому, автоматически, когда имеется РНК, белок и благоприятные внешние условия. Какова функция белка ВТМ, пока не установлено.
Буферные системы имеются и в тканях, где они сохраняют рН на относительно постоянном уровне. Главными буферами тканей являются клеточные белки и фосфаты. В процессе метаболизма кислых продуктов образуется больше, чем щелочных, поэтому опасность сдвига рН в сторону закисления более велика. В соответствии с этим буферные системы крови и тканей более устойчивы к действию кислот, чем щелочей. Так, для сдвига рН плазмы крови в щелочную сторону требуется прибавить к ней в 40 - 70 раз больше NaOH, чем к чистой воде. Для сдвига же рН в кислую сторону необходимо добавить к плазме в 300 - 350 раз больше НС1, чем к воде. Щелочные соли слабых кислот, содержащиеся в крови, образуют так называемый щелочной резерв крови.
К белкам относятся и ферменты - биокатализаторы, содержащиеся в клетках всех живых организмов и встречающиеся также в крови, лимфе и пищеварительном тракте. Ферменты составляют 90 % всех клеточных белков. Змеиные яды представляют собой сложные смеси полипептидов и белков и кроме токсинов, вызывающих паралич нервной системы или мышц сердца, содержат также ферменты, которые разрушают белки в организме жертвы.

Значительный интерес представляют ранние исследования X. Коффлера, который показал, что клеточные белки, выделенные из жгутиков термофилов, более термостабильны, чем белки, выделенные из жгутиков мезофильных форм микробов.
Нуклеиновые кислоты присутствуют во всех клетках организма, и им приписывается большое значение в процессах роста и передачи наследственных признаков. Поскольку оба эти процесса тесно связаны с синтезом клеточных белков, необходимо кратко остановиться на локализации нуклеиновых кислот в клетках и выяснить их отношение к клеточным белкам. Что же касается вопроса о возможной роли нуклеиновых кислот в синтезе белка, то он будет обсуждаться в следующем разделе.
В растениях под влиянием низких температур увеличивается содержание глюкозы за счет процессов гидролитического распада крахмала. Кроме того, глюкоза оказывает определенное защитное действие на клеточные белки, предохраняя их от преждевременной коагуляции.
В условиях интенсивно развивающегося животноводства крайне важна задача создания сбалансированных кормов. Одним из альтернативных путей ее достижения является биотехнологическое производство клеточных белков, полноценных по набору незаменимых аминокислот. Производство кормового белка [ синонимы: БВК, кормовые дрожжи, в зарубежной литературе - белок одноклеточных ( SCP) ] основано на культивировании четырех категорий микроорганизмов: бактерий, грибов, дрожжей и микроводорослей, использующих в качестве субстрата источников питания углеводы отходов сельскохозяйственной продукции, целлюлозно-бумажного производства, углеводороды нефти, простейшие спирты, газы ( С02, метан) и др. В настоящее время производство кормовых дрожжей только в СССР превысило 1 млн. т / год и характеризуется тенденцией неуклонного роста в предстоящее десятилетие.
К настоящему времени выяснено, что ДНК несет в себе тот генетический рецепт, на основе которого в ряде последовательных клеточных делений образуются идентичные клетки. В процессе воспроизведения ДНК воспроизводится информация, необходимая для синтеза специфических ферментов и других клеточных белков. Последовательность оснований в ДНК может быть модифицирована химически путем обработки ДНК in vitro ( вне клетки) или in vivo ( внутри клетки) азотистой кислотой, под действием которой первичные аминогруппы аденина, цитозина и гуанина превращаются в группу ОН. Результатом этого оказывается изменение генетического кода, поскольку модифицированная таким образом ДНК вызывает мутации в организме, из которого она первоначально была получена. Резкие изменения могут произойти в тех случаях, когда ДНК бактериофага ( который весь состоит из нити ДНК, заключенной в белковую оболочку) вводится в бактериальную клетку. Фаговая ДНК действует в качестве затравки и вызывает в бактериальной клетке синтез новой ДНК и белков по своему образцу, что в конце концов приводит к разрушению клетки, в которую внедрился бактериофаг, и выходу во внешнюю сферу новых фаговых частиц.
К настоящему времени выяснено, что ДНК несет в себе тот генетический рецепт, на основе которого в ряде последовательных клеточных делений образуются идентичные клетки. В процессе воспроизведения ДНК воспроизводится информация, необходимая для синтеза специфических ферментов и других клеточных белков. Последовательность оснований в ДНК может быть модифицирована химически путем обработки ДНК in vitro ( вне клетки) или in vivo ( внутри клетки) азотистой кислотой, под действием которой первичные аминогруппы аденина, цитозина и гуанина превращаются в группу ОН. Результатом этого оказывается изменение генетического кода, поскольку модифицированная таким образом ДНК вызывает мутации в организме, из которого она первоначально была получена. Резкие изменения могут произойти в тех случаях, когда. ДНК бактериофага ( который весь состоит из нити ДНК, заключенной в белковую оболочку) вводится в бактериальную клетку. Фаговая ДНК действует в качестве затравки и вызывает в бактериальной клетке синтез новой ДНК и белков по своему образцу, что в конце концов приводит к разрушению клетки, в которую внедрился бактериофаг, и выходу во внешнюю сферу новых фаговых частиц.
Некоторые ферменты, находящиеся в растворенном виде в желудочном и кишечном соке, в сыворотке крови и в других жидкостях тела, представляют собой типичные глобулины, растворимые в разведенных растворах нейтральных солей. Подобные же ферменты, находящиеся в клетках, могут быть экстрагированы при помощи тех же методов, какими экстрагируются другие растворимые клеточные белки. При кратковременном скоростном центрифугировании можно удалить из этих мутных экстрактов митохондрии или другие клеточные гранулы, содержащие некоторые ферменты.
В целом проведенная с красками работа дала нам новые доказательства существования различий между белками устойчивых и восприимчивых сортов по содержанию активных функциональных групп, определяющих химическую и функциональную активность белков, а также по реакции на денатурирующие воздействия. Если действительно проникающий в клетки возбудитель рака вызывает, как мы предполагаем, патологическое раздражение ткани и изменение структуры клеточных белков, сходное с процессом их обратимой денатурации, то данные, свидетельствующие о различной податливости этих белков денатурирующим воздействиям, представляют первостепенный интерес. Совместно с И. Н. Кадырмато-вым мы предприняли изучение динамики расщепления белков устойчивых и восприимчивых к раку сортов как под действием собственных протеаз ( в автолитических смесях), так и под действием других протео-литических ферментов.
Гормоны, сравнительно легко проникающие через мембрану клетки ( стероидные и в некоторой степени тиреоидные гормоны), оказывают непосредственное специфическое влияние на определенные внутриклеточные структуры. Их действие развертывается и осуществляется длительно, так как они, как правило, влияют на процессы транскрипции, осуществляющиеся в клеточном ядре, изменяя процессы синтеза определенных клеточных белков.
Если выращивать бактерии на среде с голодной нормой фосфата ( 1 - -), то в них начинает усиленно синтезироваться фермент фосфата за и количество его может достигать 5 - 6 % суммы клеточных белков. В них, так называемых конститутивных штаммах, всегда синтезируется много фермента, даже когда он не нужен для жизни клеток. Так или иначе, когда данный белок составляет 5 - 6 % суммы белков бактериальной клетки, его выделение и очистка путем хроматографии на DEAE-целлюлозе не представляет больших экспериментальных трудностей.
Учитывая этот факт, нам нетрудно будет увидеть, что такие криопротектанты, как глицерин, возможно, играют двоякую роль в устойчивости и толерантности к замерзанию: они не только предотвращают образование льда и сводят к минимуму повреждение клеток, если лед все-таки образуется, но могут еще оказывать важное защитное действие в отношении клеточных белков. Обладают ли подобным же действием гликопротеидные антифризы, неизвестно. Если разнообразные криопротектанты стабилизируют структуру ферментов, то они по существу могли бы играть роль компенсаторов температурных влияний, поддерживая конформацию и агрегацию значительной части клеточных ферментов в активном состоянии.
Можно поэтому считать, что и синтез белков, протекающий в нормальных клетках, также приводит к образованию молекул, форма которых геометрически дополняет форму детерминирующих групп находящихся рядом молекул шаблона. Таким образом, мы обобщаем представление о геометрически дополняющих друг друга формах, распространяя его не только на синтез антител, но и на синтез всех других белков. Обычные клеточные белки, образующиеся в норме, было предложено называть аутоантителами [138], чтобы обозначить этим, что форма их молекул геометрически дополняет форму молекул шаблонов, находящихся в месте их образования.
В тех случаях, когда это позволяет стерилизуемый материал, в настоящее время применяют 30-минутный нагрев при 1 80 С. Как показывает опыт, при этом погибают все споры. Стерилизация жаром основана на коагуляции клеточных белков.
Установлено, что дифференцировка возникает не в результате утраты или добавления генетической информации. Дифференцировка - это не результат изменения генетической потенции клетки, а дифференциальное выражение этих потенций под влиянием среды, в которой находятся клетка и ее ядро. Дифференцировка клеток - это в сущности изменение состава клеточных белков - набора ферментов, и обусловлена она тем, что в разных клетках из общего количества генов функционируют разные наборы ген, определяющие синтез различных наборов белков. Избирательное выражение информации, закодированной в генах данной клетки, достигается путем активации или репрессии процесса транскрипции ( считывания) этих генов, т.е. путем избирательного синтеза первичного продукта генов - РНК, содержащей ту информацию, которую следует передать в цитоплазму.
Фаги ( лямбдоидные фаги) обычно встраиваются в одно место хромосомы, но при определенных условиях могут располагаться и в др. участках генома. Фаги способны включаться в любые места бактериальной хромосомы, а также в ДНК мн. Интеграция лямбдо-идных фагов обеспечивается ферментной системой, состоящей из клеточных белков и белков, кодируемых геномом фага.

Этот репрессор блокирует выражение всех других генов фага, и в результате этот фаг ведет в клетке-хозяине скрытое существование. Клетки хозяина облучали ультрафиолетом, разрушая их ДНК - Синтез клеточных белков при этом резко сокращался.
За последние годы благодаря новейшим методам исследования удалось накопить данные, частично раскрывающие механизмы, при помощи которых клетка защищается от воздействия высокой температуры. Установлено, что наиболее существенные изменения под воздействием высокой температуры претерпевают клеточные белки и липиды, с которыми связаны основные жизненные процессы.
Некоторые репрессированные ( неэкспресси-рующиеся) гены активируются каскадом событий, который запускается каким-либо специфическим внеклеточным сигналом, например повышением температуры или синтезом гормона. Гормон, поступив в кровоток, связывается с рецепторами специфических клеток, облегчающими его проникновение в клетку. Оказавшись в клетке, гормон вступает во взаимодействие с одним из клеточных белков и изменяет его конфор-мацию. В таком измененном состоянии белок проникает в ядро и связывается со специфическим регуляторным элементом, который инициирует транскрипцию соответствующего гена.
Соединения, способные выделять активный кислород, обладают дезинфекционными свойствами. Механизм действия этих веществ связан с метаболизмом клетки. При этом может происходить такое интенсивное ускорение роста, которое приводит к повреждению клетки, либо прямое действие кислорода на клеточные белки, либо, наконец, нарушение энзимных процессов.
Следствием этих изменений явилось нарушение проницаемости капилляров и уменьшение активного транспорта через стенки сосудов и мембрану Бруха, что довольно быстро влекло за собой нарушение обменных процессов между сосудистой и сетчатой оболочками и быстрому развитию деструктивных изменений в последней. Необходимо отметить также, что в сосудистой оболочке детей этой группы наблюдались очень слабые репаративные процессы с выраженным нарушением синтеза клеточных белков и постепенным нарастанием белковой дистрофии структур сосудистой оболочки.
В клетках живых организмов имеются ферментные системы, представляющие собой сложные наборы ферментов; при их участии происходит синтез различных составных частей клетки и распад клеточных белков, углеводов и жиров. Ферменты создают возможность таких химических превращений, которые вне живой клетки происходят только при высоких температурах или при действии сильных химических реактивов. Так, например, сахар, крахмал и другие углеводы устойчивы по отношению к кислороду: для окисления они должны быть подвергнуты действию высоких температур, при которых сгорают, образуя; углекислый газ и воду. Однако в живой клетке они под влиянием; ферментов подвергаются тем же превращениям при обычной температуре.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11