- •Лекция 1 Аминокислоты. Белки
- •Аминокислоты в медицине используются в качестве лекарств
- •Аминокислоты объединяют в несколько классов
- •Двадцать аминокислот необходимы для синтеза белка
- •По строению бокового радикала
- •Право- и левовращающие формы аланина
- •Для аминокислот характерна амфотерность
- •Изменение заряда аминокислот при смещении рН раствора в кислую или щелочную сторону. Аминокислоты соединяются пептидной связью
- •Резервная функция
- •Сократительная функция
- •Защитная функция
- •Как формируется молекула белка?
- •Структурная функция
- •Главное в белке - последовательность аминокислот
- •Участок белковой цепи длиной в 6 аминокислот (Сер-Цис-Тир-Лей-Глу-Ала) (пептидные связи выделены желтым фоном, аминокислоты - рамкой)
- •Вторичная структура белка двояка
- •Укладка белка в виде β-складчатого слоя
- •Свертывание белка в глобулу
- •Четвертичная структура белка представлена олигомерами
- •Свойства белков следуют из их строения
- •Амфотерность
- •Влияние рН на заряд белка
- •Изменение заряда белковой цепи при изменении pH Растворимость
- •Растворы белков - коллоидные растворы
- •Как удалить белки из раствора?
- •Денатурация
- •1. Физическая денатурация
- •2. Химическая денатурация
- •Высаливание
- •Классификация по строению
- •Простые белки немногочисленны
- •Альбумины
- •Глобулины
- •Картина электрофореза белков сыворотки крови
- •Гистоны
- •Протамины
- •Коллаген
- •Эластин
- •Роль десмозина в соединении белков
- •Нуклеопротеины отвечают за продолжение жизни клетки
- •Этапы организации хроматина Строение и функции рнк и днк
- •Сравнение строения азотистого основания, нуклеозида и нуклеотида
- •Фосфопротеины - это, как правило, ферменты
- •Способ присоединения фосфата к белку на примере серина и тирозина Фосфорная кислота может выполнять:
- •Изменение конформации белка в фосфорилированном и дефосфорилированном состоянии
- •Липопротеины имеют огромное клиническое значение
- •Выделяют четыре основных класса липопротеинов:
- •У гликопротеинов разнообразные функции
- •Гликопротеины
- •Способы присоединения углевода к белку Функцией гликопротеинов являются:
- •Протеогликаны
- •Строение гиалуроновой кислоты и хондроитинсульфата
Как удалить белки из раствора?
Чтобы выделить белки из раствора или разделить белки по физико-химическим свойствам достаточно удалить один или оба фактора, обеспечивающих их растворимость - заряд игидратную оболочку. Так как растворимость белков зависит только от них, то исчезновение одного или обоих этих факторов ведет к полному или частичному осаждению белка и, конечно, к потере его функций. Некоторые способы осаждения позволяют впоследствии восстановить нативные свойства и работоспособность белков.
Обратимость осаждения белков обусловлена сохранением первичной структуры белка. Восстановление физико-химических и биологических свойств белка называется ренативация (ренатурация). Иногда для ренативации достаточно просто удалить повреждающий агент.
Денатурация
Денатурация – необратимое осаждение белка из-за разрыва связей, стабилизирующих четвертичную, третичную, вторичную структуры белка, сопровождаемое изменением растворимости, вязкости, химической активности, снижением или полной потерей биологической функции.
1. Физическая денатурация
Вызывается повышением температуры, ультрафиолетовым и микроволновым излучением, механическими воздействиями, ионизацией заряженными частицами.
2. Химическая денатурация
Зависит от природы денатурирующего реагента:
кислоты и щелочи образуют водородные связи с пептидными группами,
органические растворители образуют водородные связи и вызывают дегидратацию,
алкалоиды образуют связи с полярными группами и разрывают систему водородных и ионных связей,
тяжелые металлы взаимодействуют с заряженными радикалами, нейтрализуют отрицательные заряды и разрывают систему водородных и ионных связей.
На эффекте химической денатурации основаны немного устаревшие, но простые и наглядные тимоловая проба и проба Вельтмана, используемые в клиникo-лабораторной диагностике для оценки состояния белкового обмена.
Высаливание
Высаливание – это добавление к раствору белка нейтральных солей (Na2SO4, (NH4)2SO4). Механизм высаливания заключается во взаимодействии анионов (SO42-) и катионов (Na+, NH4+) с зарядами белка (группы NH4+ и COO–). В результате заряд исчезает, и соответственно, исчезает взаимоотталкивание молекул. Одновременно резко уменьшается гидратная оболочка. Все это приводит к "слипанию" молекул и осаждению.
Так как белки плазмы крови отличаются по размерам, заряду, строению, то можно подобрать такие количества соли, которые вызовут осаждение менее устойчивых белков, пока другие еще будут растворены.
Например, раньше в диагностических целях так определяли соотношение белковых фракций альбумины/глобулины в плазме крови. Альбумины, как более полярные молекулы, остаются в растворенном состоянии при 50% насыщении раствора нейтральными солями, в то время как глобулины в этих условиях уже осаждаются. В норме соотношение альбумины/глобулины в плазме крови равно 1,2-1,8.
Осаждение водоотнимающими средствами
При добавлении водоотнимающих средств (ацетон, этанол) происходит отнятие у белкагидратной оболочки, но не заряда. Растворимость несколько снижается, но денатурации не наступает. Например, в этом заключается антисептическое действие этанола.
Изменение рН
Мягкое изменение рН до изоэлектрической точки белка ведет к исчезновению заряда, одновременному уменьшению гидратной оболочки и, как следствие, снижению растворимости молекулы.
Чем белки отличаются друг от друга?
Благодаря необъятному количеству возможных комбинаций при синтезе белка из 20 аминокислот существует множество разнообразных аминокислотных последовательностей, каждая из которых потенциально соответствует определенному белку. Все эти белки легко сгруппировать по отдельным классам, выделяя определенный признак – функцию или особенности строения.
Классификация по функции
В соответствии с биологическими функциями выделяют:
структурные белки (коллаген, кератин),
ферментативные (пепсин, амилаза),
транспортные (трансферрин, альбумин, гемоглобин),
пищевые (белки яйца, злаков),
сократительные и двигательные (актин, миозин, тубулин),
защитные (иммуноглобулины, тромбин, фибриноген),
регуляторные (соматотропный гормон, адренокортикотропный гормон, инсулин).