Сериновые протеазы. Особенности связывания белков.

Эта группа белков имеет в составе активного центра аминокислоту серин. Группа включает:

Сериновые протеиназы животного происхождения – семейство химотрипсина, представители которого обладают сходными чертами пространственной организации, строения и механизма действия каталитического центра;

Субтилизины – сериновые протеиназы особенно характерные для микроорганизмов, но встречающиеся и у растений, и у животных;

Сериновые карбоксипептидазы, продуцируемые дрожжами, грибами, растениями и животными.

Все эти группы ферментов характеризуются однотипностью строения каталитических центров и глубоким сходством механизма действия при совершенно непохожих пространственных структурах.

Особенности связывания субстрата

Зона связывания субстрата в протеиназах включает 5-8 аминокислотных остатков (по 2-4 по обе стороны от расщепляемой пептидной связи).

Фермент формирует с субстратом (главной частью которого выступает пептидная связь) своего рода антипараллельную бета-структуру за счёт образования трёх водородных связей.

Ещё 4 водородные связи образуются с другими функциональными группами каталитического центра фермента. Система водородных связей между субстратом и ферментом дополняется рядом гидрофобных контактов с радикалом аминокислоты, чья карбоксильная группа подвергается атаке. Общее число подобных гидрофобных контактов может достигать нескольких десятков.

При этом в образовании гидрофобных контактов с субстратом участвуют такие аминокислоты как аланин, глицин, треонин, глутамин, пролин. Эти аминокислоты, в большинстве случаев, - гидрофильны. Таким образом, указанные аминокислоты образуют гидрофобную впадину («карман») в зоне связывания субстрата, в качестве которого здесь выступает любой белок (точнее – пептидная связь, образованная определёнными аминокислотами)

Каталитический механизм: В превращении субстратов в ходе рассматриваемой реакции гидролиза пептидных связей главная роль принадлежит сразу нескольким активным группам: ОН-группе Сер-135, имидазолу Гис-57, бета-карбоксильной СООН-группе Асп-102, пептидным группам остатков Сер-195 и Гли-193. Считается, что само связывание фермента и субстрата предусматривает отделение молекул воды, окружающих как субстрат, так и заполняющих каталитический центр фермента. Поэтому ферментативная реакция переносится совершенно в иную среду.Гипотетический механизм действия сериновых протеиназ может быть описан через взаимодействие указанных выше функциональных групп.Далее в реакционный центр поступает молекула воды, которая при участии Гис-57 обеспечивает разрыв связи между кислородом серина и С-атомом карбоксильной группы субстрата.

 

Строение хромосом.

Типы хромосом по положению центромеры: Метацентрические, Субметацентрические, Акроцентрические. Центромеры хромосом по обеим сторонам содержат богатые сателлитными последовательностями участки ДНК и могут иметь значительнольное количество конститутивного хроматина. Кончные участки хромосом – теломеры – последовательности, придающие ДНК стабильность. Состоят из длинных серий коротких, повторяющихся последовательностей. Есть ряд одноцепочечных разрывов, структура которых препятствует их сшиванию лигазой.

У эукариот хроматин имеет нитевидную структуру

Виды хроматина:

Эухроматин - составляет часть генома, которая экспрессируется, что обеспечивает ж/д клетки. Гетерохроматин – участки хромосом, всегда находящиеся в спирализованной форме, инертны.

Конститутивный (никогда не экспрессируется)

Факультативный (молчит некоторое время, в т.ч. Х-половая хромосома)

 

 

Строение ДНК.

У всех живых существ молекулы ДНК построены по одному и тому же ти­пу. Они состоят из двух полинуклеотидных цепочек. Объединяются две цепи в единую полимерную молекулу ДНК водородными связями между азотисты­ми основаниями нуклеотидов. При этом аденин (А) соединяется только с тимином Т, а гуанин (Г) — с цитозином (Ц). Данные нуклеотиды в молекуле ДНК всегда располагаются друг против друга.

Полиморфизм двойной спирали: правозакрученные спирали – А- и В-семейства. Первое содержит углеводную часть в виде С3’ – эндо-конформации, второе – в виде С2’ – эндо-конформации. Левозакрученная форма – Z-форма. А-форма существует при влажности 75% и нуждается в присутствии катионов одновалентных щелочных металлов.Диаметр спирали 2,3 нм, пар на виток – 11. В форме А молекулы ДНК в 10 раз устойчивее к ультрафиолету. Форма В (низкая концентрация соли, 92% влажности) – модель Уотсона и Крика.Шаг спирали 3,4 нм, пар оснований на виток – 10, Диаметр – 1,9 нм. С, D, Е,Z – отражают динамеческие возможности структуры ДНК. Форма – Z – существует при стабилизирующих факторах. Суперспирализация – отрицательные левозакрученные супервитки. Уровни упаковки хроматина:

1 уровень: сформирован из доменов, имеющих одинаковый тип организации. Последовательность ДНК в 140 пар нуклеотидов, которая закручена вокруг белковых частиц. ДНК – на поверхности, белки – внутри. 2 уровень: закручивание серий бус в специальную структуру с образованием волокон размером 30 нм. Плотность упаковки = 40. 3 уровень: более 1000.