家ランドスケープデザインリガンド。タンパク質の活性部位とリガンドへの結合の選択性

ランドスケープデザイン

リガンド。タンパク質の活性部位とリガンドへの結合の選択性

タンパク質モジュール（ドメイン）

通常、1つのポリペプチド鎖で形成されるタンパク質はコンパクトな構造であり、その各部分は機能することができず、同じ構造を維持したまま別々に存在します。ただし、場合によっては、素晴らしいコンテンツアミノ酸残基 (200 以上) を含む三次元構造では、1 つのポリペプチド鎖の 1 つではなく、いくつかの独立したコンパクト領域が明らかになります。ポリペプチド鎖のこれらの断片は、独立した球状タンパク質と性質が似ており、と呼ばれます。 モジュール または ドメイン 。たとえば、デヒドロゲナーゼには 2 つのドメインがあり、1 つは NAD + に結合し、このドメインはすべての NAD 依存性デヒドロゲナーゼで構造が類似しており、もう 1 つのドメインは基質に結合し、異なるデヒドロゲナーゼでは構造が異なります。

1 つのポリペプチド鎖を表す脂肪酸合成酵素は、7 つの反応を触媒する 7 つのドメインを持っています。合成酵素ドメインは、遺伝子融合の結果として一度結合して1つのタンパク質になったと考えられています。モジュール (ドメイン) を組み合わせて 1 つのタンパク質にすることで、新しい機能性タンパク質の迅速な出現と進化が促進されます。

タンパク質の活性中心は、これはタンパク質とリガンドの結合部位です。小球の表面には、と呼ばれる他の分子を付着できる領域が形成されます。 リガンド 。タンパク質の活性中心は、三次構造レベルで集まったアミノ酸の側鎖から形成されます。ペプチド鎖の直鎖状配列では、それらは互いにかなり離れた距離に位置することがあります。タンパク質は、リガンドと相互作用するときに高い特異性を示します。タンパク質とリガンドの相互作用の高い特異性は、タンパク質の活性中心の構造とリガンドの構造の相補性によって保証されます。 相補性 – これは相互作用する分子の空間的および化学的対応関係です。タンパク質とリガンドの結合中心は、ドメイン間に位置することがよくあります (たとえば、トリプシンとそのリガンドの結合中心には、溝によって分離された 2 つのドメインがあります)。

タンパク質の機能は、リガンドとの特異的な相互作用に基づいています。 50,000 個のタンパク質には、特定のリガンドにのみ結合できる独自の活性中心が含まれており、活性中心の構造的特徴により、固有の機能が発揮されます。明らかに、一次構造にはタンパク質の機能に関する情報が含まれています。

四次構造- これが最高レベルです構造的組織, すべてのタンパク質では不可能です。四次構造は、ポリペプチド鎖が空間に配置される方法、および構造的および機能的に統一された高分子形成の形成として理解されます。それぞれのポリペプチド鎖は、 プロトマー または サブユニット 、ほとんどの場合、生物学的活性はありません。タンパク質は、その構成要素であるプロトマーの空間的会合という特定の方法を通じてこの能力を獲得します。結果として得られる分子は通常、次のように呼ばれます。 オリゴマー（マルチマー） .

四次構造は、プロトマーの接触領域間に生じる非共有結合によって安定化され、相補性の種類に応じて相互作用します。

四次構造を持つタンパク質には、ヘモグロビン、収縮性筋タンパク質ミオシンのほか、多くの酵素 (乳酸デヒドロゲナーゼ、グルタミン酸デヒドロゲナーゼなど) が含まれます。一部のタンパク質には 2 ～ 8 個という少数のサブユニットがありますが、他のタンパク質には数百、さらには数千のサブユニットがあります。たとえば、タバコモザイクウイルスタンパク質には 2130 個のサブユニットがあります。

四次構造を持つタンパク質の代表例はヘモグロビンです。ヘモグロビン分子は 4 つのサブユニット、つまりポリペプチド鎖で構成されており、それぞれがヘムに結合しており、そのうち 2 つのポリペプチド鎖は -2afla および -2beta と呼ばれ、ポリペプチド鎖の一次構造と長さが異なります。

四次構造を形成する結合はそれほど強くありません。いくつかの因子の影響下で、タンパク質は別々のサブユニットに分割されます。薬剤が除去されると、サブユニットが再結合し、タンパク質の生物学的機能が回復します。したがって、尿素がヘモグロビン溶液に添加されると、尿素は 4 つの構成サブユニットに分解され、尿素が除去されると、ヘモグロビンの構造的および機能的役割が回復します。

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_1.jpg" alt=">タンパク質の活性中心とリガンドとの相互作用。三次構造の形成中"> Активный центр белка и его взаимодействие с лигандом. В процессе формирования третичной структуры на поверхности функционально активного белка, обычно в углублении, образуется участок, сформированный радикалами аминокислот, далеко стоящими друг от друга в первичной структуре. Этот участок, имеющий уникальное строение для данного белка и способный специфично взаимодействовать с определенной молекулой или группой похожих молекул, называется центром связывания белка с лигандом или активным центром. Лигандами называются молекулы, взаимодействующие с белками.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_2.jpg" alt=">リガンドは、低分子量または高分子量 (高分子) 物質のいずれかになります。"> Лигандом может быть как низкомолекулярное, так и высокомолекулярное (макромолекула) вещество, в том числе и другой белок. Лигандами являются субстраты ферментов, кофакторы, ингибиторы и активаторы ферментов, протомеры в олигомерном белке и т.д.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_3.jpg" alt=">活性中心の構造とリガンドの構造の相補性により、タンパク質-リガンド相互作用の高い特異性が保証されます。">!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_4.jpg" alt=">相補性とは、相互作用する表面の空間的および化学的対応関係です。活性中心は、"> Комплементарность - это пространственное и химическое соответствие взаимодействующих поверхностей. Активный центр должен не только пространственно соответствовать входящему в него лиганду, но и между функциональными группами радикалов, входящих в активный центр, и лигандом должны образоваться связи чаще всего нековалентные (ионные, водородные, а также гидрофобные взаимодействия), которые удерживают лиганд в активном центре.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_5.jpg" alt=">タンパク質とリガンドの相補的相互作用">!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_6.jpg" alt=">">

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_7.jpg" alt=">">

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_8.jpg" alt="> タンパク質の分類 1. 単純タンパク質はアミノ酸のみで構成されます。 2. 複合タンパク質 (ホロタンパク質)"> КЛАССИФИКАЦИЯ БЕЛКОВ 1. Простые белки состоят только из аминокислот. 2. Сложные белки (холопротеины) содержат белковую часть (апопротеин) и небелковую (простетическую) группу.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_9.jpg" alt=">さまざまな有機 (脂質、炭水化物) および無機 (金属) 物質が補欠分子族として機能します。"> В качестве простетической группы могут выступать различные органические (липиды, углеводы) и неорганические (металлы) вещества. Связь между простетической группой и апопротеином может быть как ковалентная, так и нековалентная. Простетическую группу порой можно рассматривать в качестве лиганда. Наличие небелковой части обеспечивает выполнение белком его функции. При утрате простетической группы холопротеин теряет свою активность.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_10.jpg" alt=">複合タンパク質 - 色素タンパク質 - 核タンパク質 - リポタンパク質 - リンタンパク質 - 糖タンパク質 - 金属タンパク質">!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_11.jpg" alt=">金属タンパク質には、非ヘム配位金属イオンを含むホロ酵素が含まれます。金属タンパク質の中には、タンパク質があります。"> Металлопротеинам можно отнести холоферменты, содержащие негемовые координационно связанные ионы металлов. Среди металлопротеинов есть белки, выполняющие депонирующие и транспортные функции (например, железосодержащие ферритин и трансферрин) и ферменты (например, цинксодержащая карбоангидраза и различные супероксиддисмутазы, содержащие в качестве активных центров ионы меди, марганца, железа и других металлов). Но и хромопротеины, содержащие ионы металлов, также можно отнести к металлопротеинам.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_12.jpg" alt=">金属タンパク質は多くの場合酵素です。この場合の金属イオンは次のとおりです。 - 基質の配向に関与します。"> Металлопротеины часто являются ферментами. Ионы металлов в этом случае: - участвуют в ориентации субстрата в активном центре фермента, входят в состав активного центра фермента и участвуют в катализе, являясь, например, акцепторами электронов на определенной стадии ферментативной реакции. Часто ион металла в составе фермента называют кофактором.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_13.jpg" alt=">酵素金属タンパク質には、たとえば、複合体中に - 銅 - シトクロムオキシダーゼを含むタンパク質が含まれます。"> К ферментативным металлопротеинам относятся белки, содержащие например: - медь – цитохромоксидаза, в комплексе с другими ферментами дыхательной цепи митохондрий участвует в синтезе АТФ, - железо – ферритин, депонирующий железо в клетке, трансферрин, переносящий железо в крови, каталаза, обезвреживающая перекись водорода, - цинк – алкогольдегидрогеназа, обеспечивающая метаболизм этанола и других спиртов, лактатдегидрогеназа, участвующая в метаболизме молочной кислоты, - карбоангидраза, образующая угольную кислоту из CO2 и H2O, - щелочная фосфатаза, гидролизующая фосфорные эфиры различных соединений, - α2-макроглобулин, антипротеазный белок крови. - селен – тиреопероксидаза, участвующая в синтезе гормонов щитовидной железы, антиоксидантный фермент глутатионпероксидаза, - кальций – α-амилаза слюны и панкреатического сока, гидролизующая крахмал.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_14.jpg" alt=">フェリチン">!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_15.jpg" alt=">リンタンパク質はリン酸基を含むタンパク質です。ペプチド鎖に結合します。"> Фосфопротеины – это белки, в которых присутствует фосфатная группа. Она связывается с пептидной цепью через остатки тирозина, серина и треонина, т.е. тех аминокислот, которые содержат ОН-группу. Способ присоединения фосфата к белку на примере серина и тирозина!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_16.jpg" alt=">リン酸は次の役割を果たすことができます。 - 構造的役割、電荷、溶解性の付与、特性の変化"> Фосфорная кислота может выполнять: - Структурную роль, придавая заряд, растворимость и изменяя свойства белка, например, в казеине молока, яичном альбумине. Наличие остатков фосфорной кислоты способствует связыванию кальция, что необходимо для формирования, например, костной ткани. - Функциональную роль. В клетке присутствует много белков, которые связаны с фосфатом не постоянно, а в зависимости от активности метаболизма. Белок может многократно переходить в фосфорилированную или в дефосфорилированную форму, что играет регулирующую роль в его работе.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_17.jpg" alt=">リン酸化は、リン酸化供与剤から基質へリン酸残基が移動するプロセスであり、通常、"> Фосфорилирование - процесс переноса остатка фосфорной кислоты от фосфорилирующего агента-донора к субстрату, как правило, катализируемый ферментами (киназами) и ведущий к образованию эфиров фосфорной кислоты. Дефосфорилирование (утрату остатка фосфорной кислоты) катализируют фосфатазы. АТФ + R-OH → АДФ + R-OPO3H2 R-OPO3H2 + Н2О → R-OH + Н3РО4!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_18.jpg" alt=">例: 1) 酵素グリコーゲンシンターゼとグリコーゲンホスホリラーゼ 2) リン酸化状態のヒストンはあまり強く結合しません"> Примеры: 1) ферменты гликогенсинтаза и гликогенфосфорилаза 2) гистоны в фосфорилированном состоянии менее прочно связываются с ДНК и активность генома возрастает. Изменение конформации белка в фосфорилированном и дефосфорилированном состоянии!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_19.jpg" alt=">リポタンパク質には、補綴部分として非共有結合した脂質が含まれています。特に脂質"> Липопротеины содержат в качестве простетической части нековалентно связанные липиды. Липиды, в частности жиры, холестерол и его эфиры не растворяются в водных фазах организма, поэтому транспорт их кровью и лимфой осуществляется в виде комплексов с белками и фосфолипидами, которые называются липопротеинами.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_20.jpg" alt=">すべてのリポタンパク質は類似した構造を持っています。コアは、トリアシルグリセロール、コレステロールエステル、および疎水性分子で構成されています。"> Все липопротеины имеют сходное строение: ядро состоит из гидрофобных молекул: триацилглицеролов, эфиров холестерола, а на поверхности находится монослой фосфолипидов, полярные группы которых обращены к воде, а гидрофобные погружены в гидрофобное ядро липопротеина. Кроме фосфолипидов, на поверхности находятся белки – аполипопротеины (апобелками). Их выделяют несколько видов: А, В, С, D. В каждом типе липопротеинов преобладают соответствующие ему апобелки. Аполипопротеины выполняют различные функции. Интегральные аполипопротеины являются структурными компонентами. Периферические аполипопротеины в плазме крови могут передаваться от одного типа липопротеинов к другим, определяя их дальнейшие превращения.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_21.jpg" alt=">リポタンパク質の構造図リポタンパク質の構造">!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_22.jpg" alt=">血漿リポタンパク質の構造">!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_23.jpg" alt=">リポタンパク質には主に 4 つのクラスがあります: - 高密度リポタンパク質 (HDL)、 - 低密度リポタンパク質 (LDL)、"> Выделяют четыре основных класса липопротеинов: -липопротеины высокой плотности (ЛПВП), -липопротеины низкой плотности (ЛПНП), -липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП), -хиломикроны (ХМ). Каждый из типов ЛП образуется в разных тканях и транспортирует определённые липиды. Концентрация и соотношение в крови тех или иных липопротеинов играют ведущую роль в возникновении такой распространенной сосудистой патологии как атеросклероз. ЛПВП являются антиатерогенными, ЛПНП и ЛПОНП – атерогенными.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_24.jpg" alt=">">

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_25.jpg" alt=">糖タンパク質または複合糖質は、ポリペプチド骨格に共有結合した炭水化物成分を含むタンパク質です。"> Гликопротеины или, гликоконъюгаты – это белки, содержащие углеводный компонент, ковалентно присоединенный к полипептидной основе. Содержание углеводов в них варьирует от 1% до 98% по массе. Два подкласса белков, содержащих углеводы: ■ протеогликаны ■ гликопротеины!}

説明="">

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_27.jpg" alt=">糖タンパク質は炭水化物の含有量が低いという特徴があり、炭水化物は次のように結合しています。 - 一部のタンパク質の NH2 基への N-グリコシド結合によって"> Для гликопротеинов характерно невысокое содержание углеводов, которые присоединены: - N-гликозидной связью к NН2-группе какого-нибудь аминокислотного остатка, например, аспарагина; - О-гликозидной связью к гидроксильной группе остатка серина, треонина,тирозина, гидроксилизина.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_28.jpg" alt=">糖タンパク質における O- および N-グリコシド結合の形成。 1 - アミド基間の N-グリコシド結合"> Образование О- и N-гликозидных связей в гликопротеинах. 1 - N-гликозидная связь между амидной группой аспарагина и ОН-группой моносахарида; 2 - О-гликозидная связь между ОН-группой серина и ОН-группой моносахарида.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_29.jpg" alt=">タンパク質に炭水化物を付加する方法">!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_30.jpg" alt=">糖タンパク質の機能は次のとおりです。 1. 構造 - 細菌の細胞壁、骨基質 (コラーゲン、エラスチンなど)。"> Функцией гликопротеинов являются: 1. Структурная – клеточная стенка бактерий, костный матрикс, например, коллаген, эластин. 2. Защитная – например, антитела, интерферон, факторы свертывания крови (протромбин, фибриноген). 3. Рецепторная – присоединение эффектора приводит к изменению конформации белка-рецептора, что вызывает внутриклеточный ответ. 4. Гормональная – гонадотропный, адренокортикотропный и тиреотропный гормоны. 5. Ферментативная – холинэстераза, нуклеаза. 6. Транспортная – перенос веществ в крови и через мембраны, например, трансферрин, транскортин, альбумин, Na+,К+-АТФаза.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_31.jpg" alt=">レセプタータンパク質の構造図">!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_32.jpg" alt=">色素タンパク質は、さまざまな化学的性質の着色された補欠分子族を持つ複雑なタンパク質の総称です。"> Хромопротеины - собирательное название сложных белков с окрашенными простетическими группами различной химической природы. гемопротеины (содержат гем), ретинальпротеины (содержат витамин А), флавопротеины (содержат витамин В2), кобамидпротеины (содержат витамин В12).!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_33.jpg" alt=">フラボタンパク質は酸化還元反応の酵素です。ビタミン B2 誘導体であるフラビンモノヌクレオチド (FMN) とフラビンアデニンジヌクレオチドが含まれています。"> Флавопротеины - это ферменты окислительно-восстановительных реакций. Содержат производные витамина В2 флавинмононуклеотид (ФМН) и флавинадениндинуклеотид (ФАД). Связываются данные простетические группы ковалентно и придают желтое окрашивание. Эти простетические группы являются производными изоаллоксазина.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_34.jpg" alt=">イソアロキサジンは、プテリジンの誘導体である複素環式化合物です。イソアロキサジン分子は 3 つの芳香環で構成されています。"> Изоаллоксазин - гетероциклическое соединения, производное птеридина. Молекула изоаллоксазина состоит из трех ароматических колец - бензольного, пиримидинового, пиразинового.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_35.jpg" alt=">ヘムタンパク質はヘムを含む色素タンパク質です。非タンパク質成分として、構造的に類似した鉄またはマグネシウムポルフィリンが含まれます。"> Гемопротеины - гем-содержащие хромопротеины. В качестве небелкового компонента включают структурно сходные железо- или магнийпорфирины. Белковый компонент может быть разнообразным как по составу, так и по структуре. Основу структуры простетической группы большинства гемосодержащих белков составляет порфириновое кольцо, являющееся в свою очередь производным тетрапиррольного соединения – порфирина. Порфирин!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_36.jpg" alt=">ポルフィリン環は、さまざまな金属イオンと配位化合物を形成することができます。錯形成の結果、"> Порфириновое кольцо способно образовывать координационные соединения с различными ионами металлов. В результате комплексообразования формируются металлопорфирины: содержащие ионы железа – гемоглобины, миоглобин, цитохромы, пероксидаза, каталаза и др. (красное окрашивание), содержщие ионы магния – хлорофилл (зеленое окрашивание). Витамин В12 (кобалимин) содержит координированный ион кобальта Со2+ в порфириноподобном макроцикле – коррине, состоящем из четырех частично гидрированных пиррольных колец (розовое окрашивание).!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_37.jpg" alt=">クロロフィル b. クロロフィルは光合成のプロセスに関与します。">!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_38.jpg" alt=">シトクロムはペプチド鎖のアミノ酸組成や鎖の数が異なり、a型、b型、"> Цитохромы различаются аминокислотным составом пептидных цепей, числом цепей и разделяются на типы а, b, с, d. Цитохромы находятся в составе дыхательной цепи и цепи микросомального окисления. Степень окисления железа в составе цитохромов меняется в отличие от гемоглобина и миоглобина Fe2+ ↔ Fe3+!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_39.jpg" alt=">ミオグロビン (MB) は赤筋に含まれるタンパク質であり、その主な機能は貯蔵量を生成することです。"> Миоглобин (Мв) - белок, находящийся в красных мышцах, основная функция которого - создание запасов О2, необходимых при интенсивной !} 筋肉の働き。 Mb は、タンパク質部分である apoMb と非タンパク質部分であるヘムを含む複合タンパク質です。 apoMB の一次構造は、その緻密な球状構造と、ミオグロビンの非タンパク質部分であるヘムが結合する活性中心の構造を決定します。血液から筋肉に供給される酸素は、ミオグロビンのFe2+ヘムと結合します。 Mb は O2 に対して非常に高い親和性を持つ単量体タンパク質であるため、ミオグロビンによる酸素の放出は、O2 の分圧が急激に減少する激しい筋肉作業中にのみ発生します。ミオグロビンの空間構造の形成と機能。

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_40.jpg" alt=">MV 立体構造の形成。赤筋では、翻訳中にリボソーム上で一次タンパク質の合成が起こります。"> Формирование конформации Мв. В красных мышцах на рибосомах в ходе трансляции идет синтез первичной структуры Мв, представленной специфической последовательностью 153 аминокислотных остатков. Вторичная структура Мв содержит восемь α-спиралей, называемых латинскими буквами от А до Н, между которыми имеются неспирализованные участки. Третичная структура Мв имеет вид компактной глобулы, в углублении которой между F и Е α-спиралями расположен активный центр.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_41.jpg" alt=">ミオグロビンの構造">!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_42.jpg" alt=">Mv の活性中心の構造と機能の特徴。Mv の活性中心は主に疎水性ラジカルによって形成されます。"> Особенности строения и функционирования активного центра Мв. Активный центр Мв сформирован преимущественно гидрофобными радикалами аминокислот, далеко отстоящими друг от друга в первичной структуре (например, Три39 и Фен138). К активному центру присоединяется плохо растворимые в воде лиганды - гем и О2. Гем - специфический лиганд апоМв.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_43.jpg" alt=">ヘムの基礎はメチル橋でつながった 4 つのピロール環で構成されており、中心には Fe2+ 原子があり、"> Основу гема составляют четыре пиррольных кольца, соединенных метенильными мостиками; в центре расположен атом Fe2+, соединенный с атомами азота пиррольных колец четырьмя координационными связями. В активном центре Мв кроме гидрофобных радикалов аминокислот имеются также остатки двух аминокислот с гидрофильными радикалами - Гис Е7 (Гис64) и Гис F8 (Гис93).!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_44.jpg" alt=">彼の F8 は Fe2+ と配位結合を形成し、活性部位にヘムをしっかりと固定します。"> Гис F8 образует координационную связь с Fe2+ и прочно фиксирует гем в активном центре. Гис Е7 необходим для правильной ориентации в активном центре другого лиганда - O2 при его взаимодействии с Fe+2 гема. Микроокружение гема создает условия для прочного, но обратимого связывания O2 с Fe+2 и препятствует попаданию в гидрофобный активный центр воды, что может привести к его окислению в Fе3+.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_45.jpg" alt=">HB のオリゴマー構造とリガンドによる HB の O2 親和性の制御。ヒトヘモグロビン -"> Олигомерное строение Нв и регуляция сродства Нв к О2 лигандами. Гемоглобины человека - семейство белков, так же как и миоглобин относящиеся к сложным белкам (гемопротеинам). Они имеют тетрамерное строение и содержат две α-цепи, но различаются по строению двух других полипептидных цепей (2α-, 2х-цепи). Строение второй полипептидной цепи определяет особенности функционирования этих форм Нв. Около 98% гемоглобина эритроцитов взрослого человека составляет гемоглобин А (2α-, 2β-цепи). В период внутриутробного развития функционируют два основных типа гемоглобинов: эмбриональный Нв (2α, 2ε), который обнаруживается на ранних этапах развития плода, и гемоглобин F (фетальный) - (2α, 2γ), который приходит на смену раннему гемоглобину плода на шестом месяце внутриутробного развития и только после рождения замещается на Нв А.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_46.jpg" alt=">Hb A は、成人の赤血球に含まれるミオグロビン (Mb) に関連するタンパク質です。その構造"> Нв А - белок, родственный миоглобину (Мв), содержится в эритроцитах взрослого человека. Строение его отдельных протомеров аналогично таковому у миоглобина. Вторичная и третичная структуры миоглобина и протомеров гемоглобина очень сходны, несмотря на то что в первичной структуре их полипептидных цепей идентичны только 24 аминокислотных остатка (вторичная структура протомеров гемоглобина, так же как миоглобин, содержит восемь α-спиралей, обозначаемых латинскими буквами от А до Н, а третичная структура имеет вид компактной глобулы). Но в отличие от миоглобина гемоглобин имеет олигомерное строение, состоит из четырех полипептидных цепей, соединенных нековалентными связями.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_47.jpg" alt=">ヘモグロビンのオリゴマー構造">!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_48.jpg" alt=">各 Hb プロトマーは、非タンパク質部分、つまりヘムと隣接するプロトマーに関連付けられています。タンパク質の結合"> Каждый протомер Нв связан с небелковой частью - гемом и соседними протомерами. Соединение белковой части Нв с гемом аналогично таковому у миоглобина: в активном центре белка гидрофобные части гема окружены гидрофобными радикалами аминокислот за исключением Гис F8 и Гис Е7, которые расположены по обе стороны от плоскости гема и играют аналогичную роль в функционировании белка и связывании его с кислородом. Кроме того, Гис Е7 выполняет важную дополнительную роль в функционировании Нв. Свободный гем имеет в 25 000 раз более высокое сродство к СО, чем к О2. СО в небольших количествах образуется в организме и, учитывая его высокое сродство к гему, он мог бы нарушать транспорт необходимого для жизни клеток О2. Однако в составе гемоглобина сродство гема к оксиду углерода превышает сродство к О2 всего в 200 раз благодаря наличию в активном центре Гис Е7. Остаток этой аминокислоты создает !} 最適な条件ヘムをO2に結合させ、ヘムとCOの相互作用を弱めます。

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_49.jpg" alt=">">

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_50.jpg" alt=">ヘムのピロール環は同一平面上に位置し、Fe2+ イオンは非酸素化状態 Hb にあります"> Пиррольные кольца гема расположены в одной плоскости, а ион Fe2+ в неоксигенированом состоянии Hb выступает над плоскостью на 0,6 А. При присоединении кислорода ион железа погружается в плоскость колец гема. В результате сдвигается и участок полипептидной цепи, нарушаются слабые связи в молекуле Hb и изменяется конформация всей глобулы. Таким образом, присоединение кислорода вызывает изменение пространственной структуры молекулы миоглобина или протомеров гемоглобина.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_51.jpg" alt=">ヘモグロビンは遊離型 (デオキシヘモグロビン) と酸素化型の両方で存在し、合計すると"> Гемоглобин может существовать как в свободной (дезоксигемоглобин), так и в оксигенированной форме, присоединяя до 4 молекул кислорода. Взаимодействие с кислородом 1-го протомера вызывает изменение его конформации, а также кооперативные конформационные изменения остальных протомеров. Сродство к кислороду возрастает, и присоединение О2 к активному центру 2-го протомера происходит легче, вызывая дальнейшую конформационную перестройку всей молекулы. В результате еще сильнее изменяется структура оставшихся протомеров и их активных центров, взаимодействие с О2 еще больше облегчается. В итоге 4-я молекула кислорода присоединяется к Hb примерно в 300 раз легче, чем 1-я. Так происходит в легких при высоком парциальном давлении кислорода.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_52.jpg" alt=">酸素との相互作用によるヘモグロビン分子の立体構造の共同変化">!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_53.jpg" alt=">逆に、酸素含有量が低い組織では、各 O2 分子の切断により、後続の O2 分子の放出が促進されます。"> В тканях, где содержание кислорода ниже, наоборот, отщепление каждой молекулы О2 облегчает освобождение последующих. Таким образом, взаимодействие олигомерного белка гемоглобина с лигандом (О2) в одном центре связывания приводит к изменению конформации всей молекулы и других, пространственно удаленных центров, расположенных на других субъединицах (принцип «домино»). Подобные взаимосвязанные изменения структуры белка называют кооперативными конформационными изменениями. Они характерны для всех олигомерных белков и используются для регуляции их активности.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_54.jpg" alt=">両方のタンパク質 (Mb および Hb) と酸素の相互作用は、酸素の分圧に依存します。"> Взаимодействие обоих белков (Mb и Hb) с кислородом зависит от его парциального давления в тканях. Эта зависимость имеет разный характер, что связано с их особенностями структуры и функционирования. Гемоглобин имеет S-образную кривую насыщения, которая показывает, что субъединицы белка работают кооперативно, и чем больше кислорода они отдают, тем легче идет освобождение остальных молекул О2. Этот процесс зависит от изменения парциального давления кислорода в тканях. График насыщения миоглобина кислородом имеет характер простой гиперболы, т.е. насыщение Mb кислородом происходит быстро и отражает его функцию - обратимое связывание с кислородом, высвобождаемым гемоглобином, и освобождение в случае интенсивной физической нагрузки.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_55.jpg" alt=">ミオグロビンとヘモグロビンの酸素飽和度曲線">!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_56.jpg" alt=">有機物質の異化反応中に形成される CO2 と H+ は、O2 に対するヘモグロビンの親和性を比例的に低下させます。"> CO2 и Н+, образующиеся при катаболизме органических веществ, уменьшают сродство гемоглобина к О2 пропорционально их концентрации. Энергия, необходимая для работы клеток, вырабатывается преимущественно в митохондриях при окислении органических веществ с использованием O2, доставляемого из легких гемоглобином. В результате окисления органических веществ образуются конечные продукты их распада: СО2 и Н2O, количество которых пропорционально интенсивности протекающих процессов окисления. СO2 диффузией попадает из клеток в кровь и проникает в эритроциты, где под действием фермента карбоангидразы превращается в угольную кислоту. Эта слабая кислота диссоциирует на протон и бикарбонат ион. СО2 + Н2О → Н2СО3 → Н+ + НСО3-!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_57.jpg" alt=">H+ イオンは、ヘモグロビンの β 鎖、つまり遠隔領域で His146 ラジカルに結合することができます。"> Ионы Н+ способны присоединятся к радикалам Гис146 в β-цепях гемоглобина, т.е. в участках, удаленных от гема. Протонирование гемоглобина снижает его сродство к О2, способствует отщеплению О2 от оксиНв, образованию дезоксиНв и увеличивает поступление кислорода в ткани пропорционально количеству образовавшихся протонов. Увеличение количества освобожденного кислорода в зависимости от увеличения концентрации Н+ в эритроцитах называется эффектом Бора (по имени датского физиолога Христиана Бора, впервые открывшего этот эффект). В легких высокое парциальное давление кислорода способствует его связыванию с дезоксиНв, что уменьшает сродство белка к Н+. Освободившиеся протоны под действием карбоангидразы взаимодействуют с бикарбонатами с образованием СО2 и Н2О!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_58.jpg" alt=">CO2 およびプロトンの濃度に対する Hb の O2 親和性の依存性 (ボーア効果): A -"> Зависимость сродства Нв к О2 от концентрации СО2 и протонов (эффект Бора): А - влияние концентрации СО2 и Н+ на высвобождение О2 из комплекса с Нв (эффект Бора); Б - оксигенирование дезоксигемоглобина в легких, образование и выделение СО2.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_59.jpg" alt=">生成された CO2 は肺胞腔に入り、呼気とともに除去されます。したがって、その量は"> Образовавшийся СО2 поступает в альвеолярное пространство и удаляется с выдыхаемым воздухом. Таким образом, количество высвобождаемого гемоглобином кислорода в тканях регулируется продуктами катаболизма органических веществ: чем интенсивнее распад веществ, например при !} 身体活動、CO2 と H+ の濃度が高くなるほど、O2 に対する Hb の親和性が低下する結果、組織が受け取る酸素が多くなります。

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_60.jpg" alt=">構造変化による他のリガンドと相互作用するときのタンパク質の機能的活性の変化は、アロステリックと呼ばれます"> Изменение функциональной активности белка при взаимодействии с другими лигандами вследствие конформационных изменений называется аллостерической регуляцией, а соединения-регуляторы - аллостерическими лигандами или эффекторами. Способность к аллостерической регуляции характерна, как правило, для олигомерных белков, т.е. для проявления аллостерического эффекта необходимо взаимодействие протомеров. При воздействии аллостерических лигандов белки меняют свою конформацию (в том числе и активного центра) и функцию.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_61.jpg" alt=">リガンド - 2,3-ビス-ホスホグリセレートによる O2 に対する Hb の親和性のアロステリック制御。生成物からの赤血球内"> Аллостерическая регуляция сродства Нв к О2 лигандом - 2,3-бис-фосфоглицератом. В эритроцитах из продукта окисления глюкозы - 1,3-бисфосфоглицерата синтезируется аллостерический лиганд гемоглобина - 2,3-бисфосфоглицерат (2,3-БФГ). В !} 通常の状態 2,3-BPG の濃度は高く、Hb の濃度に匹敵します。 2,3-BPG は強い負電荷 (-5) を持っています。

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_62.jpg" alt=">四量体ヘモグロビン分子の中心には空洞があります。それは 4 つすべてのプロトマーのアミノ酸残基によって形成されています。"> В центре тетрамерной молекулы гемоглобина находится полость. Ее образуют аминокислотные остатки всех четырех протомеров. В капиллярах тканей протонирование Нв (эффект Бора) приводит к разрыву связи между железом гема и О2. В молекуле дезоксигемоглобина по сравнению с оксигемоглобином возникают дополнительные !} イオン結合、プロトマーを接続し、その結果、中央空洞の寸法がオキシヘモグロビンと比較して増加します。中央の空洞は、2,3-BPG がヘモグロビンに結合する部位です。 BPG はデオキシヘモグロビン腔に入ります。 2,3-BPG は、タンパク質の活性中心から離れた部位でヘモグロビンと相互作用し、アロステリック (調節) リガンドに属し、Hb の中央空洞はアロステリック中心です。 2,3-BPG は強い負電荷を持っており、Hb の 2 本の β 鎖の正電荷を持つグループと相互作用します。同時に、O2 に対する親和性は 26 分の 1 に減少します。その結果、組織の毛細血管内で酸素が低分圧で放出されます。逆に肺では、O2 分圧が高いと HB の酸素化と BPG の放出が起こります。

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_63.jpg" alt=">BPG 結合部位は、4 つのヘモグロビンプロトマー間の正に帯電した空洞に位置します。BPG 相互作用"> Центр связывания БФГ находится в положительно заряженной полости между 4 протомерами гемоглобина. Взаимодействие БФГ с центром связывания изменяет конформацию α- и β-протомеров НЬ и их активных центров. Сродство НЬ к молекулам О2 снижается и кислород высвобождается в ткани. В легких при высоком парциальном давлении О2 активные центры гемоглобина насыщаются за счет изменения конформации и БФГ вытесняется из аллостерического центра!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_64.jpg" alt=">">

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_65.jpg" alt=">このように、オリゴマータンパク質はモノマータンパク質と比較して新しい特性を持っています。リガンドの結合"> Таким образом, олигомерные белки обладают новыми по сравнению с мономерными белками свойствами. Присоединение лигандов на участках, пространственно удаленных друг от друга (аллостерических), способно вызывать конформационные изменения во всей белковой молекуле. Благодаря взаимодействию с регуляторными лигандами происходит изменение конформации и адаптация функции белковой молекулы к изменениям окружающей среды.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_66.jpg" alt=">血液中に存在する二酸化炭素の約 15% はヘモグロビン分子によって運ばれます。組織内では、分子の一部がヘモグロビン分子によって運ばれます。"> Около 15% углекислого газа, присутствующего в крови, переносится молекулами гемоглобина. В тканях часть молекул углекислого газа может присоединится к каждому протомеру молекулы гемоглобина, при этом снижается сродство Hb к кислороду. В легких, наоборот, из-за высокого парциального давления кислорода, О2 связывается с Hb, а СО2 высвобождается.!}

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_67.jpg" alt=">">

Ppt%5C34928-slozhnye_belki_ch1_68.jpg" alt=">ヘモグロビン S 分子 (いわゆる異常ヘモグロビン) では、2 本の β 鎖が変異していることが判明しました。"> В молекуле гемоглобина S (так назван аномальный гемоглобин) мутантными оказались 2 β-цепи, в которых глутамат, высокополярная отрицательно заряженная аминокислота в положении 6 была заменена валином, содержащим гидрофобный радикал.!}

タンパク質の活性中心はタンパク質分子の特定の領域であり、通常はその凹部に位置し、三次構造の形成中に特定の空間領域に集合したアミノ酸ラジカルによって形成され、リガンドに相補的に結合することができます。ポリペプチド鎖の直鎖状配列では、活性中心を形成するラジカルが互いにかなりの距離を置いて位置する場合があります。

タンパク質のリガンドへの結合の高い特異性は、タンパク質の活性中心の構造とリガンドの構造の相補性によって確保されます。

相補性とは、相互作用する分子の空間的および化学的対応関係を指します。リガンドは、活性部位に入り込み、その立体構造と空間的に一致する能力を持たなければなりません。この一致は完全ではないかもしれませんが、タンパク質の立体構造が不安定であるため、活性部位は小さな変化が可能であり、リガンドに合わせて「調整」されます。さらに、リガンドの官能基と活性中心を形成するアミノ酸ラジカルとの間には、リガンドを活性中心に保持する結合が生じなければなりません。リガンドとタンパク質の活性中心間の結合は、非共有結合（イオン性、水素結合、疎水性）または共有結合のいずれかになります。

アクティブセンターの特徴

タンパク質の活性中心は、アミノ酸残基によって形成され、タンパク質の周囲の環境から比較的隔離された領域です。この地域では、すべての遺跡がそのおかげで、カスタムサイズおよび官能基は、活性中心の「レリーフ」を形成します。

ユニークな特性アクティブセンターは次のものだけではありません化学的特性それを形成するアミノ酸だけでなく、空間におけるそれらの正確な相互の配向についても同様です。したがって、タンパク質の一次構造や環境条件の点変化の結果としてタンパク質全体の立体構造がわずかに乱れただけでも、活性中心を形成するラジカルの化学的および機能的特性が変化し、タンパク質の結合が破壊される可能性があります。リガンドとその機能について。変性中、タンパク質の活性中心は破壊され、その生物学的活性が失われます。

多くの場合、活性中心は、そのラジカルの官能基への水のアクセスが制限されるような方法で形成されます。リガンドがアミノ酸ラジカルに結合するための条件が作成されます。

タンパク質とリガンドの結合部位は、多くの場合ドメイン間に位置します。たとえば、腸内の食物タンパク質のペプチド結合の加水分解に関与するタンパク質分解酵素トリプシンは、溝によって分離された 2 つのドメインを持っています。溝の内面は、ポリペプチド鎖内で互いに遠く離れて位置するこれらのドメインのアミノ酸ラジカルによって形成されます (Ser 177、His 40、Asp 85)。

タンパク質内の異なるドメインは、リガンドと相互作用するときに相互に移動することができ、これによりタンパク質のさらなる機能が促進されます。タンパク質の機能の基礎となる主な特性は、タンパク質への特定のリガンドの結合の選択性です。特定の地域タンパク質分子。

さまざまなリガンド:

リガンドには、無機 (多くの場合金属イオン) および有機物質、低分子量物質および高分子量物質が考えられます。

タンパク質の活性部位に結合すると化学構造が変化する（酵素の活性部位の基質を変化させる）リガンドがあります。

機能するときにのみタンパク質に結合するリガンド（たとえば、ヘモグロビンによって輸送されるO 2 ）と、タンパク質と常に結合し、タンパク質の機能に補助的な役割を果たすリガンド（たとえば、鉄、ヘモグロビンの一部です）。

第3章
酵素。酵素の作用メカニズム

酵素または酵素は、生物のすべての細胞および組織の一部であり、生物学的触媒として機能する特定のタンパク質です。

酵素と無機触媒の一般的な特性:

1. 反応過程で消費されません。

2. 低濃度で効果を発揮します。

3. 反応の平衡定数の値には影響しません。

4. 彼らの行動は集団行動の法則に従っています。

5. 熱力学的に不可能な反応を加速させないでください。

酵素と無機触媒の違い.

1. 酵素の熱不安定性。

2. 環境の pH に対する酵素活性の依存性。

3. 酵素作用の特異性。

4. 酵素反応の速度は、特定の速度論的法則の影響を受けます。

5. 酵素の活性は、活性化因子と阻害因子といった調節因子の作用に依存します。

6. 多くの酵素は、三次構造および四次構造の形成中に合成後の修飾を受けます。

7. 酵素分子のサイズは通常、その基質のサイズよりもはるかに大きくなります。

酵素分子の構造

構造により、酵素は単純なタンパク質である場合もあれば、複雑なタンパク質である場合もあります。複雑なタンパク質である酵素はと呼ばれます ホロ酵素。酵素のタンパク質部分はアポ酵素と呼ばれ、非タンパク質部分は補因子と呼ばれます。区別する 2種類の補因子:

1. 補欠分子族 - 多くの場合共有結合によってアポ酵素にしっかりと結合します。

2. コエンザイムは非タンパク質部分であり、アポ酵素から簡単に分離できます。ビタミン誘導体は補酵素としてよく使われます。

補酵素へ次の接続が含まれます。

ビタミン誘導体;

ヘムはシトクロム、カタラーゼ、ペルオキシダーゼ、グアニル酸シクラーゼ、NOシンターゼの一部であり、酵素の補欠分子群です。

ヌクレオチドはリン酸残基のドナーおよびアクセプターです。

ユビキノンまたはコエンザイム Q。組織呼吸鎖における電子と陽子の移動に関与します。

ホスホアデノシルホスホ硫酸、硫酸塩の輸送に関与。

グルタチオン、酸化還元反応に関与します。

表3.1。

ビタミンの補酵素機能

四次構造- これは最高レベルの構造組織であり、すべてのタンパク質では不可能です。四次構造は、ポリペプチド鎖が空間に配置される方法、および構造的および機能的に統一された高分子形成の形成として理解されます。と呼ばれる個々のポリペプチド鎖 プロトマー または サブユニット 、ほとんどの場合、生物学的活性はありません。タンパク質は、その構成要素であるプロトマーの空間的会合という特定の方法を通じてこの能力を獲得します。結果として得られる分子は通常、次のように呼ばれます。 オリゴマー（マルチマー） .

四次構造は、プロトマーの接触領域間に生じる非共有結合によって安定化され、相補性の種類に応じて相互作用します。

仕事の終わり -

このトピックは次のセクションに属します。

生化学。リス。アミノ酸はタンパク質の構造成分です

タンパク質アミノ酸タンパク質の構成成分.. タンパク質.. タンパク質は、アミノ酸が鎖状に結合した窒素を含む高分子有機化合物です。

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酵素の作用メカニズム
によると現代のアイデア酵素が基質と相互作用するとき、大まかに 3 つの段階に区別できます。段階 1 は酵素への基質の拡散によって特徴付けられます。

酸塩基触媒
酵素の活性部位には酸性基と塩基性基が含まれています。酸性基は H+ を除去し、マイナスの電荷を持ちます。基本タイプのグループは H+ を付加し、半分を持ちます。

A)。フィッシャーの仮説
それによると、基質と酵素の活性中心の間には厳密な立体的対応関係がある。フィッシャーによれば、酵素は硬い構造であり、基質はいわばその活性中心の鋳造である

炭水化物の代謝
炭水化物代謝 1. 動物体の主要な炭水化物、その生物学的役割。 2. 消化器系の器官における炭水化物の変換。 3. 生合成と分解

炭水化物の生物学的役割
炭水化物の生物学的役割: 1. エネルギー。 1 g の炭水化物が酸化されて最終生成物 (CO2 と H2O) になると、4.1 kcal のエネルギーが放出されます。炭水化物は約60～70を占める

消化管における炭水化物の変換
消化管における炭水化物の変換人体のための食品中の主な炭水化物は、デンプン、グリコーゲン、スクロース、ラクトースです。食べ物から摂取したでんぷん

グリコーゲンの生合成と分解
組織内のグリコーゲンの生合成と溶解。グリコーゲン疾患。グリコーゲンはほぼすべての臓器や組織で合成できることが判明しました。しかし、その最大の結末は、

嫌気性解糖系
体の機能状態に応じて、臓器や組織の細胞は酸素が十分に供給されている状態になることもあれば、酸素が不足することもあります。

好気性解糖系（ヘキソース二リン酸経路）
ヘキソ二リン酸経路。これは組織内の炭水化物の好気性異化の古典的な経路であり、ピルビン酸形成の段階まで細胞質内で進行し、ミトコンドリアでピルビン酸塩の形成で終わります。

ヘキソース一リン酸経路
組織におけるグルコース変換のためのヘキソソ一リン酸経路、反応化学。この経路に沿ったグルコース酸化は細胞の細胞質で起こり、2 つの連続する分岐によって表されます。

糖新生
糖新生人体のグルコースの主な供給源は次のとおりです。 1. 食事の炭水化物。組織グリコーゲン、３． 3. 糖新生。糖新生というのは、

人体の主な脂質、その生物学的役割
LIPID は、水には不溶ですが、有機溶媒には可溶な生物学的性質の複雑な有機物質です。脂質は主な食品です。彼らです

脂質の消化、脂肪の再合成
脂質の消化。口腔内の食物から得られる脂質は、機械的処理のみを受けます。脂肪分解酵素は口腔内では生成されません。脂肪の消化

血中リポタンパク質
脂質は水に不溶性の化合物であるため、血液中の脂質の輸送には水溶性の特別な担体が必要です。このような輸送形態はリポタンパク質です。

高級脂肪酸の酸化
脂肪細胞からなる脂肪組織は、脂質代謝において特定の役割を果たします。脂肪組織の質量の約 65% は、脂肪組織に沈着したトリアシルグリセロール (TAG) の割合に当てはまります。

組織内での体外受精の生合成
IVHの生合成は細胞の小胞体で起こります。置換可能な IVA (すべて飽和および不飽和、二重結合が 1 つある) は細胞内でアセチル CoA から合成されます。バイの条件

コレステロール交換
コレステロール交換。コレステロールは、胆汁酸、ステロイドホルモン、ビタミン D3 などのステロイドの合成の前駆体です。コレステロールは必須の構造成分です。

タンパク質の消化
消化管におけるタンパク質の消化食品タンパク質は、タンパク質分解酵素 (クラス - 加水分解酵素、サブクラス - ペプチダーゼ) の作用により加水分解を受けます。

アミノ酸の腐敗、腐敗生成物の中和
アミノ酸の腐敗吸収されなかったアミノ酸は大腸に入り、そこで腐敗します。アミノ酸の回転は、アミノ酸の影響下でのアミノ酸の分解プロセスです。

アミノ酸代謝
アミノ酸の代謝細胞内のアミノ酸の供給源は次のとおりです。 1. 消化器官で加水分解された後の食物タンパク質。 2. 非必須アミノ酸の合成。

アンモニアを中和する方法
アンモニアは、他の窒素含有化合物（生体アミン、ヌクレオチド）の分解中にアミノ酸から形成されます。アンモニアの大部分は腐敗中に大腸で形成されます。吸い込まれていく

代謝調節
シグナル分子。代謝および細胞機能の調節の主なタスク: 1. 代謝プロセスの細胞内および細胞間の調整。 2.「アイドル」の除外

視床下部のホルモン
視床下部ホルモン視床下部は、大脳辺縁系の構成要素であり、一種の「出力チャネル」です。これは、脳のさまざまなパラメーターを制御する間脳のセクションです。

下垂体ホルモン

下垂体ホルモン
下垂体ホルモン下垂体は、前葉 (下垂体腺下垂体) と後葉 (下垂体神経下垂体) に分けられます。下垂体腺腺のホルモンは、以下に応じて 3 つのグループに分けることができます。

ヨードチロニンの生合成
ヨードチロニンの合成は、甲状腺の濾胞に存在するタンパク質、サイログロブリンの一部として起こります。チログロブリンは、115 個のチロシン残基を含む糖タンパク質です。 P

脂質代謝
肝臓の脂肪組織では、ホルモンが脂肪分解を刺激します。炭水化物と脂質の代謝に対するこれらの影響は、甲状腺ホルモンの影響下でのアドレナリンの作用に対する細胞の感受性の増加と関連しています。

分泌不全
小児期には、分泌量の減少により身体的および精神的発達の遅れ（クレチン症）が生じます。成人では、甲状腺ホルモン欠乏症の重篤な症状が混在します。

過剰分泌
びまん性中毒性甲状腺腫（バセドウ病）は、ヨードチロニンの産生の増加を伴う最も一般的な疾患です。この病気になると甲状腺が大きくなり、

副甲状腺ホルモン
副甲状腺ホルモンは副甲状腺で合成され、84 個のアミノ酸残基から構成されます。ホルモンは分泌顆粒に蓄えられます。 PTH の分泌は、血液中のカルシウムのレベルによって調節されます: 睡眠中

生殖腺ホルモン
性腺ホルモンは化学的にはステロイドです。 1. アンドロゲン。 2. エストロゲン; 3. プロゲスチン。

副腎ホルモン
副腎ホルモン副腎は皮質と延髄を分泌する内分泌腺です。ステロイドホルモンは皮質と脳で合成されます

膵臓ホルモン
膵臓のホルモン膵臓の機能: · 外分泌。 · 内分泌。外分泌機能は消化管の合成と分泌です。

試験の問題
薬学部（通信部）３年生生物化学試験問題（６学期）１．生化学、その課題。生化学と科学の関係

水素結合、ファンデルワールス力。リガンドと受容体との結合または会合（受容体の特定の「ニッチ」へのリガンドのいわゆる「ドッキング」）は、通常、可逆的であり、寿命は短い。逆のプロセスは、受容体からのリガンドの解離と呼ばれます。特定のリガンドの受容体または他の分子標的へのリガンドの不可逆的な共有結合は、少なくとも生理学的条件下では、生体系ではまれです。しかし、標的分子に不可逆的に共有結合する人工の外因性リガンドは確かに存在し、さらには重要医学では、例えば、DNAを不可逆的にアルキル化するアルキル化型の抗腫瘍薬、MAOを不可逆的に不活性化するMAOグループの抗うつ薬、またはα-アドレナリン受容体を不可逆的に不活性化するフェノキシベンザミンなどです。有機金属化学および無機化学において受け入れられているリガンドの定義とは対照的に、リガンドと標的生体分子との相互作用のプロセスでは、リガンドが生体分子の組成中の金属補因子と相互作用することはまったく重要ではありません（また必須でもありません）。（特に、すべての生体分子が補因子として金属を含むわけではないため）。しかし、生体分子の金属含有部位に特異的に結合するリガンドは、生体系で頻繁に発生するものであり、重要です。生物学的意義ヘモグロビン（酸素、二酸化炭素を輸送し、他の内因性ガス、特に内因性一酸化炭素、内因性硫化水素、内因性硫黄酸化物（IV）も輸送できる）などの輸送タンパク質、および触媒酵素の場合、その多くは金属酵素 (活性触媒中心の一部としてタンパク質との配位錯体中に 1 つまたは別の金属のイオンを含む)。

しかし、受容体に結合するリガンドは受容体を活性化できないか、ほとんど活性化できません（というより、無視できる確率で活性化します）。したがって、それ自体は受容体システムの生理学的反応を引き起こすことはできませんし、引き起こさず、結合を妨げるだけです。アゴニストとインバースアゴニストの両方の作用、およびそれらに対する生理学的反応はアンタゴニストと呼ばれます。

左側に示す例では、受容体に対する親和性の程度が異なる (受容体に対する親和性が異なる) 2 つのリガンドの用量反応曲線が示されています。受容体へのリガンドの結合は、多くの場合、利用可能なすべての受容体結合部位の 50% を占めるためにどのような濃度のリガンドが必要であるか、いわゆる IC 50 という観点から特徴付けられます。 IC 50 値は解離定数 Ki に関連していますが、それとは異なります。また、EC 50 値とも異なります。利用可能な受容体の 50% を占有することが、必ずしも特定のアゴニストの最大生理学的反応の 50%、または「一般に」最大生理学的反応の 50% の生成につながるわけではないからです ( IC 50 は、特定の生理学的受容体システムの調節の特徴に応じて、EC 50 よりも大きくなる場合もあれば、EC 50 より小さくなる場合もあります。比較的少数の受容体の占有が大きな生理学的効果を生み出す受容体システムと、逆に、顕著な生理学的効果を生み出すシステムでは、利用可能な受容体の大きな割合を占める必要があり、生理学的効果の大きさは、受容体占有率およびアゴニストの用量に依存します。線形である必要はまったくありません)。用量反応曲線が赤色の線で示されるリガンドは、緑色の線で示されるリガンドよりも受容体に対する親和性が高くなります（結合親和性が高くなります）。両方のリガンドが同時に存在する場合、親和性の低いリガンドと比較して、高親和性（受容体に対する親和性が高い）リガンドのより多くの割合が、アクセス可能な受容体結合部位に結合します。このメカニズムは、特に、一酸化炭素 (II) が低濃度であっても、この輸送タンパク質のより高い親和性 (ヘモグロビンに対する親和性が高い) 「アゴニスト」であるため、ヘモグロビンへの結合を巡って酸素と競合することができる理由、およびなぜこれが起こるのかを説明します。一酸化炭素中毒を引き起こすことがよくあります。

受容体リガンド結合親和性（受容体に対するリガンドの親和性の程度）は、ほとんどの場合、放射性標識リガンド（「ホット」リガンドと呼ばれる）をテストリガンド（「コールド」または「テスト」と呼ばれる）で置換する方法を使用して決定されます。リガンド）。相同競合リガンド-受容体結合実験は、「ホット」(放射性標識) と「コールド」(未標識) リガンドが同じである実験です。化学物質、そしてそれらは利用可能な受容体結合部位をめぐって互いに競合します。表面プラズモン共鳴法や二重偏光干渉法など、放射性標識を使用しない方法もあります。これらの方法により、受容体に対するアゴニストの親和性（親和性の程度）だけでなく、受容体との結合および結合からの解離の動態も決定することが可能になり、二重偏光干渉法の場合には、アゴニストの結合によって引き起こされる受容体の構成変化。で最近マイクロサーモフォレシス法も開発されました。この方法により、リガンドの分子量に制限を課すことなく結合親和性を測定できます。

リガンドの受容体への結合速度論およびその親和性に関して得られたデータを分析するために、統計力学の方法、特にいわゆる計算が使用される。「構成一体型」。。

リガンドの受容体親和性 (親和性) とモル活性 (力価)

受容体に対するリガンドの親和性の程度、または受容体に対するリガンドのいわゆる「親和性」は、それ自体で特定のリガンドのモル活性（一般的な「効力」）を決定するものではない。物質のモル活性 (力価) は、受容体に対するその親和性の程度とその固有のアゴニスト活性 (言い換えれば、その受容体力価) の間の複雑な相互作用の結果です。内因性アゴニスト活性 (受容体有効性) は、特定のリガンドが受容体に結合した後に特定の生物学的反応を引き起こす能力の定量的特性であり、それが引き起こす生物学的反応の大きさを可能な最大値のパーセンテージとして表した尺度です。生物学的反応。内因性アゴニストによる最大刺激 (100%) とみなします。リガンドによって引き起こされる生物学的反応の性質、性質、兆候および大きさに応じて、リガンドはアゴニストまたはスーパーアゴニストとして、または部分アゴニストとして、またはニュートラルアンタゴニストとして、または逆アゴニストとして分類されます。

選択的リガンドと非選択的リガンド

選択的リガンドは、臨床的/生理学的に関連する濃度（通常はナノモル）で、かなり限られた受容体サブタイプのセットのみに結合する傾向があります（これらのサブタイプのすべてが必ずしも同じ内因性リガンドの受容体であるとは限りません）。同時に、非選択的リガンドは、関連する濃度でかなり広範囲の受容体サブタイプ（多くの場合、異なる内因性リガンド）に著しく結合する傾向があり、それにより、より広範囲の臨床的、生化学的、生理学的効果、望ましい効果と生理学的効果の両方を生み出す傾向があります。、多くの場合、望ましくない副作用。

リガンド選択性はかなり条件付きで相対的な概念です。 本当に選択的な結合するリガンド 1つだけでヒトで臨床的に達成可能な「妥当な」濃度の全範囲にある受容体のサブタイプであり、動物実験で作成できるそれらの濃度で100%の選択性を維持できるリガンドはさらに少なく、さらに「インビトロ」ではなおさらです。 試験管内で）。多くの場合、特定のリガンドの見かけの相対選択性は、用量または濃度の増加とともに失われます（つまり、より高い濃度または用量では、他の受容体サブタイプと相互作用し始めます）。これは重要な臨床的意味を持ちます（たとえば、高用量の選択的オピオイド）アゴニストのブプレノルフィンは、モルヒネと比較して選択性が失われるため、呼吸を著しく抑制し、多幸感を引き起こす可能性があります。同様に、高用量の選択的β遮断薬は、β 1 サブタイプに対する選択性が失われるため、気管支けいれんを引き起こす可能性があります。、気管支けいれんを除去することに加えて、頻脈も引き起こす可能性があります;リスペリドンやオランザピンのような非定型抗精神病薬の高用量は、定型抗精神病薬と同様に錐体外路副作用を引き起こす可能性があります）。

新しい、より選択的なリガンドの開発は、現代の実験および臨床薬理学の重要な課題です。選択的リガンドは、1 つの「望ましい」受容体サブタイプまたはそのサブタイプのいくつかのみを選択的に活性化またはブロックするため、副作用が少ない傾向にありますが、選択的リガンドは、広範囲の受容体に結合することにより、望ましい副作用と望ましくない副作用の両方を引き起こします。良い例これは、比較的非選択性のクロルプロマジンと、より選択性の高いハロペリドールの比較です。クロルプロマジンは選択性が低いため、有益な抗精神病効果に加えて多くの副作用を引き起こします（たとえば、α 1 遮断は低血圧や頻脈を引き起こします。H 1-ヒスタミン遮断は眠気、鎮静、食欲増進、体重増加、M-コリン作動性遮断は口渇や便秘などを引き起こしますが、ハロペリドールはこれらの現象を引き起こす程度ははるかに低く、臨床的に使用される用量では主に錐体外路系の副作用を引き起こします。主な D 2 ブロック効果に直接関係します)。

リガンドの相対的選択性の尺度は、「望ましい」「主要な」受容体サブタイプ（たとえば、抗精神病薬の場合は D2 ）に対するその親和性（アフィニティー）と、最も近いサブタイプに対するその親和性（アフィニティー）の比です。親和性インジケーター受容体の大きさのオーダー、つまり比 Ki(1) / Ki(2) の値。「望ましい」種類の受容体に対する親和性が高く、活性が高い（「効力が高い」）化合物は、常にではありませんが、少なくとも低濃度では選択性も高いことがよくあります（この場合も、まさに次のような理由で使用が可能になります）受容体に対する化合物の高い親和性と化合物のより大きな活性）。したがって、実験薬理学および臨床薬理学の重要な課題は、特定の種類の受容体に対して、新しい、より高い親和性（受容体に対するより高い親和性を有する）およびより活性な（「より高い効力」）化合物の開発である。

二価の配位子

二価リガンドは、接続された 2 つの分子で構成され、それぞれが受容体の特定のサブタイプ (同じまたは異なる) に対するリガンドであり、その空間構造の特殊性により、分子の両方の部分が次のような機能を果たします。 同時に「複合」ホモ二量体またはヘテロ二量体受容体複合体の 2 つの部分に結合します。二価リガンドは、科学研究において受容体のホモ二量体複合体およびヘテロ二量体複合体を検出して研究し、その特性を研究するために使用されます。二価リガンドは通常大きな分子であり、便利な薬物動態（許容可能なバイオアベイラビリティ、臨床使用の容易さ、許容可能な半減期など）、低いアレルギー誘発性、許容可能な毒性および副作用レベルなどの創薬に適した特性を欠く傾向があるため、一般的には不適当です。研究室以外の臨床現場での使用にはほとんど役に立ちません。

特権構造

特権構造とは、特定の薬理学的クラスの既知の薬物間、既知のリガンド間で統計的に頻繁に繰り返される分子、ラジカル、または化学元素の構造部分です。このタイプのまたは受容体のサブタイプ、または特定の酵素の既知の阻害剤、またはいくつかの方法で単離された他のもの共通の特徴すでに知られている生物学的に活性な化合物の特定のサブセット。これらの統計的に分離された化学構造の特別な要素は、その後、元の化合物と比較して同様の、またはおそらく改善された特性を持つ新しい生物学的に活性な化合物や新薬の開発の基礎として使用でき、さらにはそのようなライブラリ全体の開発にも使用できます。化合物。

典型的な例は、例えば、三環系抗うつ薬の分子内の異なる化学構造の三環構造、またはブチロフェノン誘導体（ハロペリドール、スピペロン、ドロペリドールなど）、インドール誘導体（レセルピンなど）などの化学的に類似した抗精神病薬のサブクラス全体の存在です。、カルビジンなど）、フェノチアジン誘導体（クロルプロマジン、ペルフェナジンなど）。

こちらも参照

ノート

テイフ V.B. (2005)。「リガンドによる DNA 凝縮: モデルの選択」 生物物理学ジャーナル. 89 (4): 2574-2587。 DOI:10.1529/biophysj.105.063909。 PMC。 PMID。
テイフ V. B.、リッペ K. (2010)。「クロマチンにおけるタンパク質-DNA結合の統計機械的格子モデル」 物理ジャーナル: 凝縮物. 22 (41): 414105.