1.Третичная и четвертичная структура белка, химические связи их стабилизирующие. Субъединицы и домены. Кооперативное взаимодействие субъединиц, значение для функционирования белков.

Третичная структура: трёхмерная пространственная структура, образующаяся за счёт взаимодействия радикалов аминокислот в полипептидной цепи.(гидрофобные, ионные, водородные, дисульфидные) Связи слабые

Гидрофобные взаимодействия

При укладке полипептиднаяя цепь белка- энергетически выгодную форму

В воде- гидрофобные радикалы аминокислот-объединение внутри глобулярной структуры белка

Возникают-гидрофобные взаимодействия и силы Ван дер ваальса(между близко прилегающими друг к другу атомами)формируется гидрофобное ядро

Ионные и водородные связи

Гидрофильные радикалы стремяться образовать водородные связи с водойрасполагаются на поверхности белковой молекулы, а оказавшиеся внутри гидрофобного ядра взаимодействуют друг с другом образовывая

Водородные связи- между гидрофильными не заряженными группами

Ионные связи между

• анионными карбоксильными группами радикалов аспарагиновой и глутаминовой кислот

• катионными группами лизина, аргинина или гистидина

не полярная среда-наоборот гидрофобные радикалы снаружи, гидрофильные-внутри

Ковалентные(дисульфидные) связи- взаимодействие SH-групп двух остатков цистеина(распространены в белках, секретируемых клеткой во внеклеточное пространство, предположительное назначение-поддерживать структуру вне клетки(инсулин, иммуноглобулины) ).

Четвертичная структура: несколько полипептидных цепей, объединённых между собой гидрофобными, ионными, водородными связями.

• Белки мономеры- одна полипептидная цепь, если несколько, то соединены они ковалентно.

• Белки олигомеры-несколько цепей (протомеров/субъединиц)

• Одинаковые и различные протомеры

• Большая молекулярная масса

• Присоединяются с помощью контактных участков (состоят из радикалов аминокислот, собранных в данном месте в процессе образования третичной структуры белка.)

• Контактные участки очень специфичны

Комплиментарность- пространственное и химическое соответствие взаимодействующих поверхностей, контактных участков.

• Домен - участок полипептидной цепи, который в процессе формирования пространственной структуры приобрёл независимо от других участков той же цепи кон-формацию глобулярного белка.

Доменная структура: пространственная структура сформирована в виде двух или более доменов.

Кооперативное взаимодействие

Активный центр белка-участок белковой молекулы, сформированный её радикалами, при формировании третичной структуры

Лиганд- вещество, которое присоединяется к активному центру белка, для его функционирования

При связывание лиганда с активным центром, происходит изменение в структуре белковой молекуле, которое в свою очередь влияет на активность другого, пространственно удаленного участка (субъединицы, домена)/ Когда субстрат связывается с активным центром одной субъединицы фермента, остальные субъединицы активируются

Кооперативные изменения конформации олигомерных белков составляют основу механизма регуляции функциональной активности многих белков.

Белок может изменять свою конформацию не только при взаимодействии с лигандом, но и в результате любого химического взаимодействия. (пример: присоединение остатка фосфорной кислоты (фосфорилирование)).

2.Гормональная регуляция белкового обмена. Эффекты соматотропного гормона, половых гормонов, глюкокортикоидов, инсулина.

3.Противосвертывающая система крови. Антикоагулянты (гепарин, антитромбин III, ингибитор тканевого пути свертывания, протеины С и S), их строение, место синтеза, механизм действия.

Задача: Биохимический анализ крови:

общий билирубин – 52 мкмоль/л (N < 20,5 мкмоль/л)

непрямой билирубин – 32,7 мкмоль/л (N < 17,1 мкмоль/л)

прямой билирубин – 19,3 мкмоль/л (N< 5,1 мкмоль/л)

АЛТ – 100 Ед/л (N до 35 Ед/л)

АСТ – 90 Ед/л (N до 35 Ед/л)

Анализ мочи:

билирубин ++

уробилиноген ++

Анализ кала:

стеркобилин – 109 мг/% (N 200 - 600 мг/%)

Ваше заключение.

Билет № 9

1.Денатурация белка, ее виды. Факторы, вызывающие денатурацию. Фолдинг. Шапероны, их роль в фолдинге и ренатурации. Заболевания, связанные с нарушением фолдинга. Понятие о прионах.

Денатурация белка- потеря нативной конформации, вследствии разрушения слабых вторичных и третичных связей

Факторы вызывающие денатурацию

Физические факторы

• Высокие температуры

• Ультрафиолетовое облучение

• Рентгеновское и радиоактивное облучение

• Ультразвук

• Механическое воздействие (встряхивание, вибрация)

Химические факторы

• Концентрированные кислоты и щелочи

• Соли тяжелых металлов

• Органические растворители (этиловый спирт, ацетон)

• Растительные алкалоиды

• Другие вещества, способные нарушать слабые типы связей в молекулах белка

Фолдинг- процесс сворачивания полипептидной цепи в правильную пространственную структуру

Ренатурация- процесс востановления структуры денатурированного белка

Шапероны

«белки стресса»/ «белки теплового шока»

Стабилизируют конформацию белков, обеспечивая их фолдинг, до тех пор, пока белок не примет нативную конформацию

Конститутивные белки

• Высокий синтез которых не зависит от стрессовых воздействий на организм

• Они связываются с промежуточными, не стабильными конформациями белков, что бы реакционно-способные (активные) радикалы не связывались «как попало и с чем попало»

• Защита от денатурирующих стрессовых воздействий

Индуцибельные белки

• В нормальных условиях-синтез слабо, при стрессовых ситуациях- количество резко увеличивается

Болезни связанные с нарушением фолдинга белков

Амилоидозы-отложения амилоидов в тканях

Амилоиды- фибрилярные отложения плохо растворимых в воде белков (ранее бывшими растворимыми)

Это может происходить:

• при гиперпродукции некоторых белков, в результате чего увеличивается их концентрация в клетке;

• при попадании в клетки или образовании в них белков, способных влиять на конформацию других молекул белка;

• при активации протеолиза нормальных белков организма, с образованием нерастворимых, склонных к агрегации фрагментов;

• в результате точечных мутаций в структуре белка.

Болезнь Альцхаймера- бетта-амилоидоз НС

• характеризуется прогрессирующим расстройством памяти и полной деградацией личности.

• В ткани мозга откладывается бетта-амилоид - белок, образующий нерастворимые фибриллы, нарушающие структуру и функции нервных клеток.

• бетта-амилоид - продукт изменения конформаций нормального белка организма человека. Он образуется из более крупного предшественника частичным протеолизом и синтезируется во многих тканях.

Прионовые болезни

Прионы- белки, обладающие инфекционными свойствами. Попадают из вне, или возникая в организме спонтанно, способны вызывать тяжёлые, не излечимые заболевания ЦНС

• первичная стуктура та же, что и у нормального белка, а вторичная- различна

• прионовый белок содержит большее количество бетта-слоёв, нормальный-альфа спиралей

• устойчивы к действию протеаз

• в мозге образуют агрегаты «ядро полимеризации», присоединяющее молекулы нормального белка и изменяющие их правильную конформацию на прионовую

Куру(каннибалы) и болезнь Кройтцефельдта-Якоба(у коров-коровье бешенство)

2.Врожденные нарушения внутриклеточного обмена аминокислот на примере фенилаланина и тирозина. Причины, метаболические и клинические последствия фенилкетонурии. Современные методы диагностики. Принципы лечения.

3.Механизм действия сигнальных молекул с участием внутриклеточных рецепторов и ДНК.

Задача: Биохимический анализ крови:

общий билирубин – 38 мкмоль/л (N < 20,5 мкмоль/л)

прямой билирубин – 22,3 мкмоль/л (N< 5,1 мкмоль/л)

щелочная фосфатаза – 324 Ед/л (N < 180 Ед/л)

Анализ мочи:

цвет – темно-коричневый

билирубин ++

Анализ кала:

стеркобилин – 95 мг/% (N 200 - 600 мг/%)

стеаторея

Ваше заключение.

Билет № 10