Ферменты.Структура активного центрав ферментах – присоединение субстрата к ферменту в активном центре. Б – положение аминокислотных остатков, формирующих активный центр фермента в первичной структуре белка.
В – активный центр фермента условно разделяется на участок связывания и каталитический участок. Участок связывания представлен радикалами аминокислот, функциональные группы которых обеспечивают связывание субстрата. Каталитический участок образован радикалами аминокислотных остатков, функциональные группы которых обеспечивают химические превращения субстрата
Активный центр ферментов
При изучении механизма химической реакции, катализируемой ферментами, исследователя всегда интересует не только определение промежуточных и конечных продуктов и выяснение отдельных стадий реакции, но и природа техфункциональных групп в молекуле фермента, которые обеспечивают специфичность действия фермента на данныйсубстрат (субстраты) и высокую каталитическую активность. Речь идет, следовательно, о точном знании геометрии и третичной структуры фермента, а также химической природы того участка (участков) молекулы фермента, который обеспечивает высокую скорость каталитической реакции. Участвующие в ферментативных реакциях молекулысубстратов часто имеют небольшие размеры по сравнению с молекулами ферментов, поэтому было высказано предположение, что при образовании фермент-субстратных комплексов в непосредственный контакт с молекулойсубстрата, очевидно, вступает ограниченная часть аминокислот пептидной цепи. Отсюда возникло представление об активном центре фермента. Под активным центром подразумевают уникальную комбинацию аминокислотных остатков в молекуле фермента, обеспечивающую непосредственное связывание ее с молекулой субстрата и прямое участие в акте катализа . Установлено, что у сложных ферментов в состав активного центра входят также простетические группы.
Активный центр ферментов
При изучении механизма химической реакции, катализируемой ферментами, исследователя всегда интересует не только определение промежуточных и конечных продуктов и выяснение отдельных стадий реакции, но и природа техфункциональных групп в молекуле фермента, которые обеспечивают специфичность действия фермента на данныйсубстрат (субстраты) и высокую каталитическую активность. Речь идет, следовательно, о точном знании геометрии и третичной структуры фермента, а также химической природы того участка (участков) молекулы фермента, который обеспечивает высокую скорость каталитической реакции. Участвующие в ферментативных реакциях молекулысубстратов часто имеют небольшие размеры по сравнению с молекулами ферментов, поэтому было высказано предположение, что при образовании фермент-субстратных комплексов в непосредственный контакт с молекулойсубстрата, очевидно, вступает ограниченная часть аминокислот пептидной цепи. Отсюда возникло представление об активном центре фермента. Под активным центром подразумевают уникальную комбинацию аминокислотных остатков в молекуле фермента, обеспечивающую непосредственное связывание ее с молекулой субстрата и прямое участие в акте катализа . Установлено, что у сложных ферментов в состав активного центра входят также простетические группы.
Proteins: structure, packaging, transport and degradationТатьяна Древицкая
Chemical structure of proteins
- amino acids
- peptide bond and polypeptide chain
Secondary structure
- α-chine
- β-Structure
The globular structure (folding of proteins), the Levintal paradox
- the role of the secondary structure in the formation of the globule
- Globule stabilization, chaperones
- structure of membrane proteins
- unstructured proteins
Endoplasmic reticulum, Golgi apparatus, translocon
Failure in folding, endoplasmic reticulum stress
Regulation, degradation
- limited proteolysis
- proteasome proteolysis
- lysosomal (autophagy, mTOR)
- extracellular proteolysis
MACROMOLECULAR COMPOUNDS AND GELS. A manual for students and graduate students of biotechnology training and medical universities (in Russian) Authors: Belova EV, German KE, Afanasyev AV, Slyusar OI, Solodova EV
2018 History of technetium studies in Russia Anna KuzinaKonstantin German
Lecture is about the History of technetium studies in Russia and Anna Kuzina 100 anniversary of birthday
Technetium separation in milligram, gram and kilogram ammounts 1957 - 1993
Proceedings and selected lectures 10th intern symp technetium rheniumKonstantin German
Proceedings and selected lectures of the 10th International Symposium on Technetium and Rhenium – Science and Utilization, October 3-6, 2018 - Moscow – Russia, Eds: K. German, X. Gaona, M. Ozawa, Ya. Obruchnikova, E. Johnstone, A. Maruk, M. Chotkowski, I. Troshkina, A. Safonov. Moscow: Publishing House Granica, 2018, 518 p.
ISBN 978-5-9933-0132-7 December 2018
Aleksey Buryak. WELCOME ADDRESS FROM IPCE - RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES Andrey Romanov. WELCOME ADDRESS FROM THE MINISTRY OF SCIENCE AND HIGHER EDUCATION OF RUSSIAN FEDERATION Mikhail Igorevich Panasyuk. ANNA KUZINA: BIOGRAPHY. K.E. German. PROF. ANNA FEDOROVNA KUZINA – 100TH ANNIVERSARY OF BIRTHDAY T. Yoshimura, M. Seike, H. Ikeda, K. Nagata, A. Ito, E. Sakuda, N. Kitamura, A. Shinohara PHOTOLUMINESCENCE SWITCHING OF NITRIDORHENIUM(V) COMPLEXES B. Grambow, X. Gaona, W. Runde, R. Konings, A.V. Plyasunov, L. Rao, A.L. Smith, E. Moore, M.-E. Ragoussi, J. Martinez-Gonzalez, I. Grenthe. CHEMICAL THERMODYNAMICS OF TECHNETIUM IN THE OECD/NEA UPDATE VOLUME E.S. Kulikova, Zh.K. Majed, D.V. Drobot, E.I. Efremova. HIGHLY SELECTIVE CATALYSTS BASED ON BIMETALLIC RHENIUM-RUTHENIUM COMPLEXES OBTAINED BY ALKOXYTECHNOLOGY E.S. Kulikova, D.V. Drobot, E.I. Efremova. THE FIRST EXAMPLE OF BI AND THREEMETALLIC ALKOXIDES CONTAINING RHENIUM AND RUTHENIUM T. Matsuzaki, H. Sakurai. A NEW PRODUCTION METHOD OF 99Mo BY MUON NUCLEAR TRANSMUTATION N. Budantseva, G. Andreev, A. Fedoseev THE U(VI), NP(VI) AND PU(VI) COMPLEXES WITH TcO4-, ReO4-. THE DIFFICULTIES IN ASSIGNING OF AnO22+ GROUPS VIBRATIONAL FREQUENCIES. J.S. McCloy, C. Soderquist, J. Weaver, Jason Lonergan. SPECTROSCOPIC STUDIES OF ALKALI PERTECHNETATES
Молекулы белков лежат в основе почти всех биологических процессов. Ученым всегда были любопытны как белки, участвующие в метаболических путях, так и молекулярные основы их функционирования. Однако в эру системной биологии еще больше внимание уделяется полному пониманию работы всей совокупности белков организма, его протеома. Все более важно, что мы не только понимаем все стороны данной функции, или функций, какого-либо белка, но и то, что наше знание распространяется на все компоненты изучаемой системы или организма и так далеко, насколько это возможно. Без всестороннего анализа информации попытки синтеза и расчетов не смогут выйти за рамки приближенной реальности.
Книга "Структура и функционирование белков: Применение методов биоинформатики" представляет собой уникальный обзор современного состояния вопросов моделирования структуры белков и предсказания их функции. Книга написана ведущими специалистами в своей области, прекрасно иллюстрирована и содержит ссылки на доступные серверы и другие ресурсы, которые читатель, возможно, захочет использовать в своей научной работе. В конце каждой главы описываются перспективы развития и наиболее актуальные проблемы соответствующих областей науки.
Физико-химические методы исследования в медицине и биологии: Учебное пособие / Медицинский университет Реавиз. Москва, Издательство «Граница», 2016. 120 с.
Данное учебное пособие написано в соответствии с содержанием Государственных образо-вательных стандартов и программой дисциплины “Физико-химические методы анализа” по специальности “Медицина”, направлению и программой большого практикума (раздел “Физикохимические методы анализа”), который выполняется студентами по специальности “Биология”.
В нем изложены основы физико-химических методов анализа. Рассмотрены условия и области применения методов, их достоинства и недостатки, ограничения, перспективы развития и другие особенности и характеристики.
В конце каждой главы дано описание практических работ, приведены контрольные вопросы.
Предназначено для студентов-медиков, биологов, химиков, аспирантов, научных работников и учителей школ.
2016 rsc-advance-tc-c-qinggao wang - 6 pp 16197-16202Konstantin German
We analyze the formation of transition metal (TM) carbides, as determined by the strength of TM–TM and
TM–C bonds, as well as lattice distortions induced by C interstitials. With increasing filling of the d-band of
TMs, TM–C bonds become increasingly weak from the left of the periodic table to the right, with fewer and
fewer C atoms entering the TMs lattice. Technetium (Tc) turns out to be a critical point for the formation of
carbides, guiding us to resolve a long-standing dispute. The predicted Tc carbides, agreeing with measured
X-ray absorption spectra, should decompose to cubic Tc and graphite above 2000 K. Consequently, we
show that what has been claimed as TcC (with rocksalt structure) is actually a high-temperature cubic
phase of elemental technetium.
своевременная диагностика и терапия данного заболевания до сих пор являются нерешенной клинической задачей. По данным на 2011 г., заболе-
ваемость раком простаты в России составила 10,7% (40 тыс. первичных случаев) мужского населения, причем в 60% случаев заболевание диа-
гностировали на поздней (III–IV) стадии, когда неизбежен процесс активного роста и распространения метастазов. Методы анатомической
визуализации при диагностике данного заболевания имеют низкую чувствительность и специфичность. Методы метаболической визуализации,
использующие в качестве маркера простатспецифический антиген (ПСА), также малоэффективны. В качестве маркера для диагностики и
лечения метастатического рака простаты предлагается рассматривать простатспецифический мембранный антиген (ПСМА). За рубежом
проходят клинические испытания наиболее перспективные диагностические радиофармпрепараты на основе малых пептидных молекул, моди-
фицированных мочевиной, которые отличаются наибольшим сродством к ПСМА. Отличительной особенностью этих соединений является их
благоприятная фармакокинетика, высокое и длительное накопление в опухоли и метастазах, быстрое выведение из организма.
Ключевые слова: метастатический рак предстательной железы, простатспецифический мембранный антиген, радиофармпрепараты.
(Для цитирования: Власова О.П., Герман К.Э., Крылов В.В., Петриев В.М., Эпштейн Н.Б. Новые радиофармпрепараты для диагности-
ки и терапии метастатического рака предстательной железы на основе ингибиторов простатспецифического мембранного антигена.
Вестник РАМН. 2015; 70 (3): 360–365. Doi: 10.15690/vramn.v70i3.1334)
5. Строение активного центра фермента
А – присоединение субстрата к ферменту в
активном центре. Б – положение
аминокислотных остатков, формирующих
активный центр фермента в первичной
структуре белка.
В – активный центр фермента условно
разделяется на участок связывания и
каталитический участок. Участок
связывания представлен радикалами
аминокислот, функциональные группы
которых обеспечивают связывание
субстрата. Каталитический участок
образован радикалами аминокислотных
остатков, функциональные группы
которых обеспечивают химические
превращения субстрата.
5
6. 6
Активный центр ферментов
Изучение механизма химической реакции, катализируемой ферментом
наряду с определением промежуточных и конечных продуктов на разных
стадиях реакции подразумевает точное знание геометрии третичной
структуры фермента, природы функциональных групп его молекулы,
обеспечивающих специфичность действия и высокую каталитическую
активность на данный субстрат, а также химической природы участка
(участков) молекулы фермента, который обеспечивает высокую скорость
каталитической реакции.
Обычно молекулы субстрата, участвующие в ферментативных реакциях,
по сравнению с молекулами ферментов имеют относительно небольшие
размеры.
Таким образом, при образовании фермент-субстратных комплексов в
непосредственное химическое взаимодействие вступают лишь
ограниченные фрагменты аминокислотной последовательности
полипептидной цепи — «активный центр» — уникальная комбинация
остатков аминокислот в молекуле фермента, обеспечивающая
непосредственное взаимодействие с молекулой субстрата и прямое
участие в акте катализа[10].
7. 7
Наиболее реалистичная ситуация в случае
индуцированного соответствия.
Неправильные субстраты — слишком
большие или слишком маленькие — не
подходят к активному центру
8. В PDB много других примеров сериновых протеаз,
построенные для пищеварения, активизации гормонов,
свертывания крови, активации иммунной системы и
многих других функций.
Они входят в необычную коллекцию производных
аминокислот, предназначенных для оказания помощи в
реакции резки белков, которые были подобраны
природой снова и снова в процессе эволюции
9. Серин в ферментах
Центром этой «машины» является аминокислота
серин, которая активируется с помощью гистидина
и аспартата.
Вместе эти три аминокислоты были названы
«системой передачи заряда).
Гистидин и аспарат помогают в удалении атома
водорода от серина (белого цвета), что делает его
более реакционноспособным при атаке на цепь
целевого белка.
10. Трипсины ряда животных получены в кристаллическом виде (впервые в 1932). Молекула бычьего трипсина (молекулярная масса
около 24 кДа) состоит из 223 аминокислотных остатков, образующих одну полипептидную цепь, и содержит 6 дисульфидных связей.
Изоэлектрическая точка трипсина лежит при pH 10,8, а оптимум каталитической активности — при pH 7,8—8,0.
Трипсины относятся к группе сериновых протеаз и
содержат в активном центре отатки серина и гистидина.
Пепсин относятся к
Трипсины легко подвергаются самоперевариванию
(аутолизу), что приводит к загрязнению препаратов
трипсинов неактивными продуктами
Пепсин и Трипсин — ферменты класса гидролаз,
расщепляющие пептиды и белки
11. Активный участок (Ser-His-Asp) расположен в центре
молекулы (закрытая форма ), который недоступен
молекулам растворителя.
13. Серин разрывает пептидную связь,
используя «систему передачи заряда»
Бифуркатная
водородная
связь
В гистидине –
два азота и
ароматическое
кольцо
В аспартате –
два электро-
отрицательн
атома О
1
2
3
17. Кофакторы (металлы)
Участие ионов магния в присоединении субстрата
в активном центре гексокиназы
17
В активном центре
гексокиназы есть
участки связывания
для молекулы
глюкозы и
комплекса Mg2+ -
АТФ.
В результате
ферментативной
реакции происходит
перенос концевого
γ-фосфатного
остатка молекулы
АТФ на глюкозу с
образованием
глюкозо-6-фосфата.
20. Фермент активируется после
димеризации.
Кальций играет важную роль в
катализе. Каждый из двух ионов
кальция (зеленые шарики) связаны
как OMPLA мономеров, таких, что
отдельные молекулы OMPLA не
может связать кальций
эффективно.
Два субстрата аналогов приведены
расширения вниз от ионов кальция.
Эти аналоги зажатой между двумя
OMPLA monomers.
до сих пор неизвестно, что вызывает
образование активного OMPLA
димера. Скорее всего мембрана
возмущение играет важную роль.
Следует отметить, что активный
центр ориентирован по
направлению к внешней грани
наружной мембраны.
Это фосфолипаза OMPLA
(белок бета-баррель) встроен в
наружную мембрану, содержащую
в основном липополисахариды
(ЛПС) на наружной поверхности и
фосфолипиды на внутренней
поверхности.
http://mbb.science.uu.nl/research/researchofegmond.html
Outer membrane phospholipase A1 (OMPLA)
21. Цифры соответствуют фактической последо-
вательности и положении аминокислот. Эти
аминокислоты находятся на петлевых областей
двумя доменами, и представляют собой
«систему передачи заряда» для активного
сайта. Специфика карман также находится в
петлях двумя доменами. Эти две области
ствола структур важны, поскольку они обеспе-
чивают каркас, на котором конкретные амино-
кислотные связи могут взаимодействовать с
образованием субстрата конкретных активный
сайт. Связь между доменами менее плотно в
активном центре и может позволить более
жесткие движения внутри доменов, которые
могут способствовать катализа. Эти жесткие
движения тела фермента являются основной
причиной его каталитического действия.
Фермент : трипсин - в семье серин-протеазы. Активный сайт Трипсина имеет две области,
а активный центр - между ними. В центре каждой области имеются полости со структурой
ствола. Полярные регионы структуры гидрофильны.
Активный сайт трипсина содержит аминокислотную последовательность
Asp 102, His 57, Ser 195 (аспарагиновая кислота, гистидин, серин и, соответственно).
22. Охота на вирус
СПИДа
A Handy Enzyme
This ribbon representation of the
RT active domain illustrates its
hand-like structure, showing
fingers (blue), palm (pink) and
thumb (green). The active site (red
atoms), where DNA is elongated, is
in the palm region. Also shown is
an RT-inhibitor drug (yellow) in the
pocket where it binds.
http://www.psc.edu/science/2000/madrid/getting_a_grip_on_aids.html
24. Adenine Phosphoribosyltransferase that
catalyzes the formation of AMP from
Adenine and PRPP.
Это симметричный гомодимер.
Крышка-капот (hood)состоит из альфа 1, 2 и бета
1, 2;
Ядро состоит из остальных альфа-спиралей и
бета-лент. При фиксации каталитического остатка
на петле в течение активного кармана на
площадке, цикл будет закрыт, когда субстрат
связывается с активным сайтом. Этот фермент
действует совместно с 9-deazaadenosine (9DA),
Mg-ион, ФРПФ
25. Мономер справа имеет замкнутый гибкий контур (II),
который выделен толстым. Этот фермент имеет активный
участок, расположенный между центром и концом домена
Активный участок
окружен четырьмя
петлями (I-IV).
На этой фигуре,
ионы
гидратированные
металлов
приведены в
стандартном
представлении
атома ван-дер-
Ваальса
26. 1L1R
The monomer
six alpha-helices
nine beta-strands
The enzyme's
catalytic loop
(beta5 and beta6)
is closed onto the
active site.
9dA - Adenine is
shown in green,
and PRPP is shown
in red.
http://publications.csail.mit.edu/abstracts/abstracts05/chunsrivirot/chunsrivirot.html
27. Фермент
метилентетрагидрофолатредуктаза
Структура активного сайта фермента
метилентетрагидрофолатредуктазы бактерий
(E.coli), который аналогичен по структуре
дрожжевого фермента MTHFR.
Пять-сайтов, помеченных красным цветом - места,
где общие мутации происходят влияния на
активность фермента;
мутации в зеленой меченных сайта не повлиять на
деятельность фермента. Geoff Хорнер
29. At the top is an enzyme that uses NAD as the cofactor
to perform the oxidation reaction (PDB entry 1gco), and
the enzyme at the bottom (PDB entry 1cq1) uses ...