13. Характеристика и особенности строения классов сложных белков:

• нуклеопротеины, их типы. Гистоны, их роль в образовании нуклеосом и укладке ДНК.

Нуклеопротеины – это белки, связанные с нуклеиновыми кислотами. Они составляют существенную частьрибосом, хроматина, вирусов. В хроматине нуклеиновая кислота представлена дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК) и связана сгистонами. В рибосомах рибонуклеиновая кислота (РНК) связывается со специфическими рибосомальными белками. Вирусы являются практически чистыми рибо- и дезоксирибонуклеопротеинами. Нукл еиновые кислоты являются полимерными молекулами и состоят из мономеров,

Назваемых нуклеотидами. Нуклеотид содержит фосфорную кислоту (один, два или три остатка), сахар (рибозу или дезоксирибозу), азотистое основание пуринового ряда (аденн, гуанин) или пиримидинового ряда (цитозин, урацил либо тимин). Про типы не нашел!!!

Гистоны. (Б! как это может быть? Гистоны записаны и в простые, и в сложные белки). Гистоны – внутриядерные белки массой около 24 кДа. Обладают выраженными основными свойствами, поэтому при физиологических значениях рН заряжены положительно и связываются с дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК), образуя дезоксирибонуклеопротеины. Существуют 5 типов гистонов – очень богатый лизином (29%) гистон Н1, другие гистоны Н2а, H2b, НЗ, Н4 богаты лизином и аргинином (в сумме до 25%). Радикалы аминокислот в составе гистонов могутбыть метилированы, ацетилированы или фосфорилированы. Это изменяет суммарный заряд и другие свойства белков.

Можно выделить две функции гистонов:

1. Регуляция активности генома, а именно – они препятствуют транскрипции.

2. Структурная – стабилизируют пространственную структуру ДНК.

Гистоны в комплексе с ДНК образуют нуклеосомы – октаэдрические структуры, составле

нные из гистонов Н2а, H2b, НЗ, Н4. Между нуклеосомами располагается гистон H1, такж

е связанный с молекулой ДНК. ДНК обвивает нуклеосому 2,5 раза и переходит к гистону

H1, после чего обвивает следующую нуклеосому. Благодаря такой структуре достигаетс

я уменьшение размеров ДНК в 7 раз. Далее нить ДНК с нуклеосомами складывается в суперспираль и суперсуперспираль. Таким образом, гистоны участвуют в плотной упаовке ДНК при формировании хромосом. Например, благодаря гистонам в конечном итоге размеры ДНК уменьшаются в тысячи раз: длина ДНК достигает 6-9 см (10-1), а размеры хромосом – всего несколько микрометров (10-6).

• хромопротеины (гемопротеины, флавопротеины, ретинальпротеины). Понятие о химической структуре, их основные представители и функции.

Хромопротеины содержат окрашенные простетические группы. К этим белкам относят гемопротеины(содержат гем), ретинальпротеины (содержат витамин А), флавопротеины (содержат витамин В2),кобамидпротеины (содержат витамин В12). Гемопротеины

Подразделяются на неферментативные (гемоглобин, миоглобин) и ферменты (цитохромы, каталаза, пероксидаза). Небелковой частью их является гем – структура, включающая в себя порфириновое кольцо (состоящее из 4 пиррольных колец) и иона Fe2+. Железо связывается с порфириновым кольцом двумя координационными и двумя ковалентными связями.

• Цитохромы

Цитохромы отличаются аминокислотным составом пептидных цепей и числом цепей и разделяются на типы а, b, с, d. Все они неспособны связывать кислород, кроме цитохрома а3, который содержит ионы меди. Цитохромы находятся в составе дыхательной цепи и цепи микросомального окисления.

• Флавопротеины

Являются ферментами окислительно-восстановительных реакций, содержат производные витамина В2 флавинмононуклеотид (ФМН) и флавинадениндинуклеотид(ФАД).

• гликопротеины и протеогликаны, функции в организме. Представление об углеводной части.

Класс под названием гликопротеины или, более корректно, гликоконъюгаты – это белки,

содержащие углеводный компонент, ковалентно присоединенный к полипептидной основе.

Содержание углеводов в них варьирует от 1 до 85% по массе.

Выделяют два подкласса белков, содержащих углеводы: протеогликаны и гликопротеиы. Между этими подклассами имеются существенные отличия:

Гликопротеины

• доля углеводов 15-20%,

• не содержат уроновых

• кислот,

• углеводные цепи

• содержат не более 15 звеньев,

• углевод имеет

• нерегулярное строение.

Протеогликаны

• доля углеводов 80-85%,

• имеются уроновые

• кислоты,

• углеводные цепи крайне

• велики,

• углевод имеет регулярное

• строение.

Гликопротеины. Для собственно гликопротеинов характерно низкое содержание углеводов. Они присоединены либо N-гликозидной связью к амидному азоту аспарагина, либо О-гликозидной связью к гидроксигруппе остатка серина, треонина, гидроксилизина. Углевод имеет нерегулярное строение и содержит маннозу, галактозу, глюкозу, их аминопроизводные, N-ацетилнейраминовую кислоту.

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.

Протеогликаны

Другая группа гликоконъюгатов – протеогликаны – характеризуется наличием крупных полисахаридов,

состоящих из повторяющихся дисахаридных остатков.

Дисахариды включают в себя какую-либо уроновую кислоту и аминосахар. Многократно дублируясь,

дисахариды образуют олиго- и полисахаридные цепи – гликаны. Для углеводной части встречаются

другие названия – кислые гетерополисахариды (т.к. имеют много кислотных

групп), гликозаминогликаны(содержат аминогруппы). Основными представителями

гликозаминогликанов являются гиалуроновая

кислота, хондроитинсульфаты, кератансульфаты и дерматансульфаты, гепарин. Эти молекулы

входят в состав протеогликанов, функцией которых является заполнение межклеточного пространства

и удержание здесь воды, также они выступают как смазочный и структурный компонент суставов и

других тканевых структур.

Углеводная часть, аналогично с

гликопротеинами, связывается с белком через

остатки серина и аспарагина.

По функции протеогликаны особенно значимы

для межклеточного пространства, особенно

соединительной ткани, в которое погружены

коллагеновые волокна. При помощи

электронной микроскопии выяснено, что они

имеют древовидную структуру. Молекулы

гликанов весьма гидрофильны, создают

сетчатый желеподобный матрикс и заполняют

пространство между клетками, являясь преградой для крупных молекул и микроорганизмов.

• липопротеины. Общая структура и функции транспортных липопротеинов (хиломикроны, липопротеины очень низкой плотности, липопротеины низкой плотности, липопротеины высокой плотности).

К липопротеинам, строго говоря, принадлежат только белки, содержащие ковалентно связанные липиды. Однако традиционно к липопротеинам относят и надмолекулярные образования, переносящие липиды в плазме крови, и состоящие из белков и молекул всех классов липидов. Структуру транспортных липопротеинов можно сравнить с орехом, у которых имеется скорлупа и ядро. "Скорлупа" липопротеина является гидрофильной, ядро – гидрофобное. Ядро формируют неполярные эфиры холестерола (ХС) и триацилглицеролы (ТАГ). В поверхностном слое ("скорлупе") находятся фосфолипиды, холестерол, белки. Белки в липопротеинах называются апобелками, их выделяют несколько видов: А, В, С, D. В каждом типе липопротеинов преобладают соответствующие ему апобелки.

Выделяют четыре основных класса липопротеинов:

 липопротеины высокой плотности (ЛПВП, α-липопротеины, α-ЛП),

 липопротеины низкой плотности (ЛПНП, β-липопротеины, β-ЛП),

 липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП, пре-β-липопротеины, пре-β-ЛП),

 хиломикроны (ХМ).

Типы липопротеинов По направлению сверху вниз

происходят изменения состава

Хиломикроны (до 90% липидов) Увеличение количества белка

ЛПОНП Увеличение количества фосфолипидов

ЛПНП Уменьшение количества триацилглицеролов

ЛПВП (до 80% белков)

• металлопротеины, представление о строении. Что такое металлоферменты? Основные представители и примеры.

Если в белке содержатся ионы одного или нескольких металлов, то такие белки называются металлопротеины. Ионы металлов соединены координационными связями с функциональными группами белка. 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.

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.__

• фосфопротеины. Каким образом присоединяется фосфатная группа к белку? Основные представители.

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.

Фосфорная кислота может выполнять:

 Структурную роль, придавая заряд, растворимость и изменяя свойства белка, например, в казеине молока, яичном альбумине.

 Функциональную роль. В клетке присутствует много белков, которые связаны с фосфатом не постоянно, а в зависимости от активности метаболизма. Белок может многократно переходить вфосфорилированную или в дефосфорилированную форму, что играет регулирующую роль в его работе.

Например,

1) ферменты гликогенсинтаза и гликогенфосфорилаза ( "Регуляция активности ферментов"),

2) гистоны в фосфорилированном состоянии менее прочно связываются с ДНК и активность генома

• возрастает.