химический каталог




Практическая химия белка

Автор А.Дарбре

Практическая

химия

белка

Издательство„МИР"

Практическая

химия белка

Редактор А. Дарбре

Перевод с английского

канд. хим. наук Н. А. Алдановой,

канд. хим. наук И. В. Назимова и канд. хим. наук П. Д. Решетова

Москва «Мир» 1989

Practical Protein Chemistry A Handbook

Edited by

A. DARBRH

Department of Biochemistry King's College London

A Wiley — Interscicnce Publication JOHN WILEY & SONS

Chichester • New York • Brisbane ¦ Toronto • Singapore

Практическая

химия белка

Редактор А. Дарбре

Перевод с английского

канд. хим. наук Н. А. Алдановой,

канд. хим. наук И. В. Назимова и канд. хим. наук П. Д. Решетова

Москва «Мир» 1989

ББК 24.239 П69

УДК 547.9+541.57

Практическая химия белка: Пер. с англ./Под род. П69 А. Дарбре. — М.: Мир, 1989. — 623 е., ил.

ISBN 5-03-001031-9

Учебное издание, объединяющее »<-'с н иней ш не ме i иди чес к не pa jp а бо гкн и исследованиях первичной структуры белков, а также традиционные методы, широко используемые в исследовательской прамиье. Авторы книги (hi США, Великобритании и др. стран) известны как крупные ученые, виртуозно владеющие современной методологией исследования белков. Б каждом разделе приводится краткое объяснение химии процесса и подробная экспериментальная методика с ссылкой на оригинальную работу.

Для исследователей, особенно тех, кто только начинает работать в облает современной физико-химической биологии, для аспирантов и с1\дсптов.

1903010000-246 „ ,

П-¦-99-89, ч. 1 ББК 24.239

041(01)-89

Редакция литературы по химии

ISBN 5-03-001031-9 (русск.) © by John Wiley & Sons Lid. 198G.

ISBN 0-471-90673-5 (англ.) Reprinted April 1987.

All rights reserved.

This book was originally published in the English language by John Wiley & Sons Ltd.

© перевод на русский язык, «Мир», 1989

ОТ ПЕРЕВОДЧИКОВ

Необходимым этапом исследований механизмов биохимических процессов, происходящих с участием белков, является выделение белковых компонентов в индивидуальном состоянии и установление их структуры. Этот этап работы трудоемок и требует от экспериментатора большого опыта, интуиции и совершенного владения техникой эксперимента. Общее направление и темпы развития структурной химии белка, пожалуй в большей степени, чем для других классов органических соединений, отражали состояние методического потенциала своего времени.

Классическая химия белка, накопив большой практический опыт, заложила фундамент для проведения структурных исследований. Бурный прогресс, достигнутый в этой области в последнее десятилетие, в значительной степени обусловлен стремительным ростом уровня методических разработок, в частности благодаря внедрению высокоэффективной жидкостной хроматографии и полностью автоматизированных методов секвенирова-ния. Богатейший методический арсенал современной аналитической химии белка позволил подойти к изучению на субмикро-уровне сложных и труднодоступных белковых систем.

Ежегодно в мире издается значительное число обзоров и монографий, посвященных методическим аспектам структурного анализа белков. Однако потребность в такого рода литературе непрерывно возрастает параллельно с ростом объема информации, выходящей за пределы уже имеющихся изданий.

Предлагаемая вниманию читателей книга создана коллективом авторов, имеющих многолетний опыт работы в данной области и внесших существенный вклад в развитие методов аналитической химии белка. В книге рассмотрены все этапы структурного исследования белка: от выделения и описания очистки до физико-химических методов определения третичной структуры.

Материал книги хорошо сбалансирован, достойное место отведено как традиционным, уже зарекомендовавшим себя мето-

6

ОТ ПЕРЕВОДЧИКОВ

дам, так и новейшим приемам анализа. Каждая глава отражает индивидуальный стиль ее автора и в какой-то степени его пристрастие к методикам и приборам, используемым в конкретной лаборатории, но при этом сохраняется общий принцип изложения материала: вначале даются теоретические основы рассматриваемого метода, а затем описание его применения па практике с указанием тонких экспериментальных подробностей. Каждая глава снабжена подробным списком цитируемых работ.

Все это в совокупности делает книгу очень полезным пособием как для начинающего исследователя, так и для уже имеющего практический опыт работы в области структурной химии белка.

Перевод книги осуществлен по инициативе академика Ю. А. Овчинникова, который в своей рекомендации писал: «Знание практических аспектов белковой химии сегодня необходимо не только химикам-белковикам, но и многим другим специалистам, работающим в разных областях биологии. Особенность современного этапа развития химии белка состоит в том, что арсенал имеющихся здесь методических подходов необычайно широк и разнообразен и нередко исследователь бывает поставлен перед необходимостью нелегкого выбора тех из них, которые лучше всего подходили бы для решения данной конкретной задачи». Мы надеемся, что книга поможет сделать этот выбор и провести планируемое исследование на высоком методическом уровне.

Книга может представлять интерес для исследователей в области современной биологии и биохимии, а также как учебное пособие для аспирантов и студентов.

В переводе гл. 19, 20 и 21 принимали участие канд. хим. наук Б. В. Розынов, канд. хим. наук В. В. Демин и канд. хим. наук П. В. Костецкий.

Н. Алданова И. Назимов П. Решетов

Хейзел и Филиппе посвящается

ПРЕДИСЛОВИЕ

Идея создания этой книги родилась в результате собственных трудоемких и временами бесплодных поисков литературы но аналитическим методам химии белка. Известны серийные издания па эту тему, изобилующие практическими подробностями, такие, как Methods in Enzymology и Methods of Biochemical Analysis. Однако обсуждение с коллегами показало, что существует необходимость объединить в краткой форме всю известную к настоящему времени информацию в одном издании. Мы не ставили целью включить в книгу абсолютно все химические методы изучения белков; например, синтез пептидов в растворе или па твердой фазе по Меррифильду, а также методы химической модификации белков достаточно подробно рассмотрены в других публикациях. Поэтому читатель может обнаружить, что какой-то его излюбленный метод в этой книге оказался пропущенным. Редактор заранее искренне сожалеет о таком упущении, но вместе с тем считает необходимым заметить, что авторы сознательно ограничились описанием наиболее известных и наиболее освоенных па практике методов. Включение материала последних трех глав имело своей целью удовлетворить более широкие интересы специалистов, работающих в этой области.

Достигнутые за последний весьма короткий период огромные успехи в секвестровании пуклеотидов, по-видимому, должны служить признаком того, что секвепирование белков, возможно, уходит в прошлое, если вообще не станет излишним. Фактически именно так ставится вопрос в статье «Закат и упадок химии белка?» [8], опубликованной недавно в журнале Nature. В связи с идеей о мозаичной организации эукариотической ДНК, включающей «экзоны» и «интроны» [3], потребовался анализ соответствующих аминокислотных последовательностей. Когда белковые структуры были определены, стала очевидной роль рекомбинаций экзонов в эволюции белков [2]. Данные относительно поеттрансляциоиной модификации белков, о сигнальных пре- и пропептидных последовательностях свидетельствуют

8

ПРЕДИСЛОВИЕ

о том, что секвенирование белков не остановилось в своем развитии и для решения этой задачи по-прежнему необходимы разнообразные подходы и методы. Биотехнология имеет дело с техникой рекомбинантных ДНК, но все манипуляции с генетическим материалом имеют своей конечной целью создание специфических белков и пептидов, которые должны быть идентифицированы специалистами в области химии белка.

Изучение физиологически активных пептидов, антибиотиков, ферментов, структурных белков, рецепторных взаимодействий типа гормон — белок и белок — белок, эволюционных взаимосвязей и недавно открытой гомологии первичной структуры между некоторыми онкогенами и нормальными белками — все эти достижения открывают для исследователей вдохновляющую перспективу. Таким образом, в работу с белками все более и более вовлекаются специалисты в различных областях биологической науки. О методологии химии белка опубликован столь обширный материал, что начинающий исследователь может испытывать затруднения: «С чего начать?».

Все авторы книги активно работают в разных областях химии белка. Они стремились должным образом ориентировать читателя, изложив краткое введение в обсуждаемую проблему и практические детали выполнения эксперимента, которые по их собственному опыту дают удовлетворительные результаты. Несомненно, многие методы прошли проверку практикой и временем, такие, например, как исчерпывающий гидролиз белков 6 М НС1 или колориметрическое определение белков по Лоури [7]; вместе с тем созданы новые методы, которые в определенном отношении обладают неоспоримыми преимуществами.

Во время подготовки этой книги было получено известие о трагической смерти одного из авторов — д-ра Э. Гросса (1928—1981). Мы все многим обязаны ему за неоценимый вклад в химию белка. Большое сожаление в связи с потерей талантливого ученого и друга выразил его соавтор по работе над книгой А. Фонтана. Статья о научном пути Э. Гросса была опубликована К. Бирром [1]. Не менее трагически воспринята нами кончина С. Мура, который внес большой личный вклад в подготовку этого издания. Воспоминания о работе с С. Муром [4] и статьи, посвященные его памяти, опубликованы в соответствующем выпуске журнала Analytical Biochemistry [6]; памяти С. Мура и В. Г. Штейна посвящен один из томов Methods in Enzymology [5].

В заключение я хочу выразить благодарность всем авторам за вложенный ими громадный труд. Выражаю признательность М. Уотерфилду за ценные советы и хочу особо отметить, что время, которое он отдавал этой работе, было поистине огромно. Нельзя с благодарностью не вспомнить также энтузиазм

ПРЕДИСЛОВИЕ

9

П. Уильямса из издательства Heyden Press и помощь, оказанную при подготовке книги к публикации.

Лондонский Королевский колледж, 1985

Л. Дарбре

Литература

1. Birr С, Int. J. Peptide Prot. Res., 21, 1—2 (1983).

2. Blake C, Trends Biochem. Sci., 8, 11—13 (1983).

3. Gilbert W.t Nature (Lond.), 271, 501 (1978).

4. Hirs С. H. W.y Anal. Biochem., 136, 3—6 (1984).

5. Hirs С. H. W., Timasheff S. N. (Eds.), Methods Enzymol., 91, 1—693 (1983).

6. Kaplan N. O., MsElroy W. D.t Anal. Biochem., 136, 1 (1984).

7. Lowry О. H., Rosebrough N. J., Farr A. L., Randall R. J. Biol. Chem., 193, 265—275 (1951).

8. Malcolm A. D. В., Nature (Lond.), 275, 90—91 (1978). •

ВМЕСТО ВВЕДЕНИЯ

Я не перестаю испытывать чувство удовлетворения в связи с инициативой доктора Дарбре, собравшего группу авторов с тем, чтобы объединить в одном издании всю методологию аналитической химии белка. Это мероприятие представляется тем более своевременным, что благодаря появлению генной инженерии вообще и белковой инженерии в частности существенным образом возрастает роль специалистов в области химии белка. Конечно, теперь вполне очевидно, что наиболее эффективный способ определения аминокислотной последовательности основан на секвенировании ДНК клонированного гена, или клонированной ДНК (кДНК). А наиболее быстрый и падежный nyib клонирования заключается в скрининге банков генов или кДНК с помощью олигонуклеотидных зондов с минимальной вырожденностью, синтезированных на основе тщательно отобранных пептидных фрагментов. Кроме того, лишь немногие гены экс-прессируются напрямую, без посттрансляциоиного процессипга, только в результате протеолиза и/или модификации боковых цепей аминокислот; следовательно, специалист должен уметь находить признаки модификации и процессипга в природном продукте. И даже в том случае, если это не преследует глубокую научную цель, просто приятно «иметь в руках» пептидные фрагменты, соответствующие включенной в ДНК кодирующей последовательности.

Для многих из нас, свидетелей первых шагов молекулярной биологии, белковая инженерия символизирует ту вершину сотрудничества, к которому стремились молекулярные генетики, специалисты в области химии белка и кристаллографы. Схема на рис. 1 дает общее представление о путях сотрудничества между химиком и специалистом в области генной инженерии, а схема па рис. 2 отражает направления, на которых химик работает в союзе с кристаллографом. Совместно такой коллектив может взяться за расшифровку закономерностей свертывания полипептидной цепи или механизма ферментативного катализа, в результате чего в один прекрасный день станет возможным теоретически транслировать структуру гена в первичную, а затем в третичную структуру белка и даже предсказать ката-литические свойства конечного продукта.

Однако сегодня даже талантливый ученый, работающий в области химии белка, вдохновленный открывающимися перспективами, сталкивается с рядом проблем, чем-то напоминающих «средневековье» белковой химии, когда отсутствовали ме-

ВМЕСТО ВВЕДЕНИЯ

11

тоды расщепления пептидов, методы очистки и секвенироваиия и, следовательно, каждый был вынужден изобретать свои собственные приемы. Сегодня изобилие методов производит почти устрашающее впечатление, в то время как исследователь должен отобрать для работы только те из них, которые наиболее всего подходят для решения конкретной проблемы. В некоторой cienciiH именно это обстоятельство уменьшает приток в эту область молодых ученых.

Литературные данные свидетельствуют о том, что сегодня секвеиирование белков проводят с помощью автоматизированных систем, которыми управляют технические специалисты, обученные обращению с вакуумными линиями. Специалист в области химии белка убежден (и в этом есть некоторая доля истины), что его научный интерес должен лежать несколько в иной области, а именно в глубоком понимании химии аминокислот и предсказании изменения их свойств при тех nepiyp-бациях, которые сопровождают свертывание полипептидной цепи. Для такого ученого представляет эстетическое удовлетворе-

ЗАДАЧИ ХИМИИ БЕЛКА

ЗАДАЧИ ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ

Выделение в гомогенном состоянии 1 мг белка

Синтез олигонуклеотидов

Определение структуры пептидов

Скрининг банков генов

Сопоставление структуры пептидов с кодирующими по с л е д овате ль нос т ям и

Секвенирование кодирующей последовательности

Анализ посттрансляционного процессинга методом масс-спектрометрии с бомбардировкой уско -ренными атомами

( Получение антител

Последовательность операций очистки

I

Сравнение свойств природного белка и его гомолога с точен -ными мутациями

Конструирование экспрес- сирующих векторов

Скрининге помощью блоттинга

РИС. 1.

12

ВМЕСТО ВВЕДЕНИЯ

ЗАДАЧИ ХИМИИ БЕЛКА

Выделение в гомогенном состоянии 1 г белка

Химическая модификация с целью кристаллизации или введения тяжелых атомов

Построение пространственной модели на основе кодирующей последовательности и аналогии со структурой гомологичных белков

1

ЗАДАЧИ РЕНТГЕНОСТРУКТУРНОЙ КРИСТАЛЛОГРАФИИ

Кристаллизация

Ди

страница 1
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97

Скачать книгу "Практическая химия белка" (19.5Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
дорогие дома рублевке купить
элитная акустика
премиум авто в аренду
обслуживание чиллеров thermocold прайс

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(26.05.2017)