Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
бх.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
104.66 Кб
Скачать

4

1. Білки – біоорганічні високомолекулярні сполуки, молекули яких являють собою гетеро полімери, побудовані із залишків амінокислот, об’єднаних пептидними зв’язками (-CO-NH-). Вони є дуже розповсюдженими: входять до скл клітинних компонентів мікроорганізмів, рослин, тварин (ядра біомембран, цитоплазми) та міжкліт структур.

Ф-ції:

  1. Струк33турна (формують органи, тканини, клітини, субклітинні структури, у комплексі з ліпідами формують біомембрани)

  2. Ферментативна (характ. для ферментів, які за хім. Будовою є білками або комплексами білків з низько молекул. небілковими сполуками)

  3. Регуляторна (гормони, які продукуються залозами внутр. секреції, регулюють різні обмінні процеси в організмі людини)

  4. Транспортна ( забезпеч міжкліт і внутрішньокліт транспорт лігандів: альбуміни сироватки крові

переносять жирні кислоти, білірубін, лікарські препарати та токсичні сполуки; гемоглобін еритроцитів-кисень, ліпопротеїди- ліпіди, трансфери – Ферум)

  1. Скоротлива ( актин і міозин забезпечують скоротливу роботу м'язів)

  2. Захисна (білки імунної сис-ми забезпечують захист організму від бактерій, токсинів, вірусів. Білки сис-ми гомеостазу протидіють кровотечі та тромбоутворенню)

  3. Специфічні ( білки у вигляді ДНК і РНК беруть участь у зберіганні й передаванні спадкової інформації)

Пептиди відрізняються від білків молекулярною масою та фізико-хімічними властивостями.

Як правило, класифікаціяпептидів за функцією не є ідеальною, оскількидеякіпептидиможутьвідноситься до різнихгруподночасно. Так, наприклад, вазопресин, крімсудинозвужувальної та анти-діуретичноїдії, покращуєпам'ять. А окситоцин можерозглядатися і як гормон (передача сигналу міжклітинами), і як нейропептид, тому щовиконуєфункції медіатора в мозку.

2.Молекули білків є лінійними полімерами, що складаються з α-L-амінокислот (які є мономерами цих полімерів) і, в деяких випадках, з модифікованих основних амінокислот (щоправда модифікації відбуваються вже після синтезу білка на рибосомі).При утворенні білка в результаті взаємодії α-аміногрупи (-NH2) однієї амінокислоти з α-карбоксильною групою (-СООН) іншої амінокислоти утворюються пептидні зв'язки. Кінці білка називають С- і N- кінцями (-COOH чи -NH2). При природному синтезі білка на рибосомі, нові амінокислоти приєднуються до C-кінця, тому назва пептиду або білка дається шляхом перерахування амінокислотних залишків починаючи з N-кінця.

Сучасна раціональнакласифікація, щобазується на полярності та заряді

радикалу R, передбачаєчотирикласиамінокислот (табл. 2.2):

I — амінокислоти з неполярними (гідрофобними) R-групами;

II — амінокислоти з полярними (гідрофільними) незарядженими R-групами;

III — амінокислоти з негативно зарядженими R-групами (кисліамінокислоти);

IV — амінокислоти з позитивно зарядженими R-групами (основніамінокислоти).

3.Фізичні. Одні білки розчинні, інші — ні. Багатобілківутворюютьколоїднірозчини. Білкимаютьрізний смак, колір і запах. Температури, за якихвідбуваєтьсяруйнуваннябілка, специфічні для кожного з них. Хімічні. 1) Піддієюдеякихчинниківвідбуваєтьсяруйнуваннятривимірноїструктурибілка — денатурація, пов’язанезізміноючетвертинної, третинної та вторинної структур; денатураціяможе бути оборотною і необоротною. Чинники, щовикликаютьденатураціюбілків:нагрівання; випромінювання, наприкладінфрачервонеабоультрафіолетове; сильнікислоти, сильнілуги, концентрованірозчини солей (уразітривалоїдіїрозриваютьсянавітьпептиднізв’язки); важкі метали; органічнірозчинники (використання спирту як дезінфікуючогозасобубазується на тому, щовінвикликаєденатураціюбілківбактерій). 2) Найважливіша хімічна властивість білків — здатність до гідролізу, який може проходити при нагріванні з сильними кислотами або лугами(кислотно-основний гідроліз),а також під дією ферментів (ферментативний гідроліз ) . Гідроліз призводить до розриву пептидних зв’язків з утворенням вільних амінокислот 3)Якісні кольорові реакції білків: біуретова реакція на пептидні; ксантопротеїнова реакція на ароматичні та гетероядерні цикли.

4.для ізоляції білка або білків використовуються різні типихроматографії, що базуються на таких характеристиках білків, як молекулярна вага, питомий заряд (наприклад, високоефективна рідинна хроматографія) або спорідненість до зв'язування (адсорбційна хроматографія). Рівень очищення може контролюватися, використовуючи різні типи гелевого електрофорезу, якщо відомі молекулярна маса білка та його ізоелектрична точка, спектроскопічні методи, якщо білок має помітні спектроскопічні особливості, або випробування ферментативної активності, якщо білок має ферментативну активність. Додатково, білкиможуть бути ізольовані на основіїхньогоелектричного заряду за допомогою ізоелектричногофокусування.  Хроматографічніметоди (наприклад, гелевийелектрофорез, високоефективнарідиннахроматографія) використовуються для розділенняпродуктівреакції, післячого вони можуть бути візуалізовані за допомогоюіншихметодів. 

5.Типи зв’язків у білкових молекулах

 Ковалентнізв’язки.

1.1. Пептиднізв’язки — виникаютьвнаслідоквзаємодії α -карбоксильних таα -аміногрупамінокислот, щоутворюютьпептиднийланцюг.

1.2. Дисульфіднізв’язки (–S–S–) — утворюютьсяміжзалишками молекулцистеїну, щовходять до одного аборізнихпептиднихланцюгів.

 Нековалентнізв’язки

2.1. Водневізв’язки — виникаютьміждвомаелектронегативними атомамиза рахунок атома водню, ковалентнозв’язаного з одним ізелектронегативнихатомів.

2.2. Іонні зв’язки — зв’язують між собою іонізовані амінні та карбоксильнігрупи (головним чином, бічнихрадикалівдіаміно- та дикарбоновихамінокислот).

2.3. Дипольнізв’язки — електростатичнівзаємодіїпостійнихчиіндукованих диполей, якіможутьутворюватисяміж радикалами полярнихамінокислот (серину, треоніну, цистеїну, тирозину тощо), щовходятьдоскладубілкових молекул.

2.4. Гідрофобні взаємодії — слабкі взаємодії, що виникають між бічними радикалами таких амінокислот, як валін, лейцин, ізолейцин, фенілаланін тощо за рахунок їх “виштовхування” з полярної (звичайно, водної) фази.

Первинна структура білків -пептидний (поліпептидний) ланцюг, побудованийіззалишків L-амінокислот.Крімпептиднихзв’язків, первинну структуру білківстворюютьтакождисульфідні зв’язки, щоз’єднуютьпевніділянкиполіпептидноголанцюгаабоокреміпептиди.

Вторинна структура білків - це ряд конформацій, утворення яких зумовлено, головним чином, водневими зв’язками між окремими ділянками (переважно, пептидними групами) пептидного ланцюга або різними пептидними ланцюгами. Розрізняють два основних типи впорядкованої вторинної структури білкових молекул: α-спіраль та β-структуру. α-Спіраль — конформація, яка утворюється при просторовому скручуванні поліпептидного ланцюга за рахунок водневих зв’язків, що виникають між С=О- та NH-групами поліпептидного ланцюга, що віддалені одна від одної на чотири амінокислотних залишки. β -Структура — структура типу складчастого шару, складається із зигзагоподібно розгорнутих поліпептидних ланцюгів, що розташовані поряд (двох або більшої кількості). β-Структури утворюються за рахунок міжланцюгових водневих зв’язків, що з’єднують групи С=О та NH сусідніх поліпептидів Крім упорядкованих типів (α -спіралі та β -структури), вторинна структура може являти собою нерегулярну, невпорядковану (хаотичну) конформацію.

Третинна структура білків. В утворенні та стабілізації третинної структури беруть участь водневі, іонні, гідрофобні зв’язки та взаємодії. Залежновідформи та особливостейтримірноїпросторовоїорганізації, виділяютьглобулярні та фібрилярнібілки.Глобулярні білки  білки, що мають округлу (кулеподібну, або еліпсоїдну) форму.Цеальбумінсироватки крові, міоглобінм’язів, гемоглобін, більшістьферментнихбілків. Глобулярні білки побудовані з одного або декількох зв’язаних дисульфідними місточками поліпептидних ланцюгів, що згорнуті в щільні кулеподібні форми. Фібрилярні білки – структурною особливістю таких білків є витягнута форма молекул, утворюють ниткоподібні комплекси, що склад з кількох паралельних поліпептидних ланцюгів.

Білки, якімаютьчетвертинну структуру, називаютьсяолігомерамиабомультимерами, а ланцюги, з яких вони утворені, - протомерамиабосубодиницями.

6. Фізико-хімічні властивості білків. Амфотерність. Ізоелектрична точка (pI).

1) Амфотеність. Білкові молекули є амфотерними електролітами й у водних розчинах утворюють амніони, знак та заряд яких залежить від амінокислотного складу та pH середовища. Амфотерність визначається наявністю карбоксильних і амінних груп. Амфотерні властивості проявляються за рахунок електролітичної дисоціації NH2 і COOH груп: у кислому середовищі білок дисоціює як луг, а в лужному, як кислота. У лужному середовищі білкова молекула заряджається негативно.

Значення pH середовища, в якому сумарний електричний заряд білкової молекули = 0 ( молекула електронейтральна) –ізоелектрична точка ( pI).

pI= pH 0

pI>pH +

pI<pH -

2)Буферні властивості ( підтримує сталість pH)

3)Розчинність. Розчинна у воді, бо навколо кожної молекули білка є гідратна оболонка.

4)Електрофоретична рухливість – здатність білкових молекул рухатись у постійному електричному полі, залежно від значення заряду і молекулярної маси( Мала маса, великий заряд – швидко рухаються і навпаки).

5) Висолювання – зворотна реакція осадження білків великими концентраціями нейтральних солей лужних та лужноземних металів. Білки випадають в осад під дією нітратів солей. Солі руйнують гідратну оболонку. Зворотний процес.

7. Розчинність білків. Термодинамічна стабільність білкових молекул, денатурація.(Гонський ст. 42-44)

Білки як гідрофільні речовини у воді спочатку набухають, а потім молекули білка відриваються від загальної маси і поступово переходять у розчин. Однак деякі білки(колаген) , зв’язуючи воду набухають, але не розчиняються. Під час розчинення білка відбувається зєднання молекули води з білком(гідратація).Утворена гідратна оболонка міцно зв’язана з макромолекулою білка. Розчинність залежить від амінокислотного складу та структурної організації. Найменш стійкий білок в ізоелектричному стані: втрачаючи заряд молекули білка зближуються, склеюються та випадають в осад (коагуляція).

В основі денатурації лежить руйнування зв’язків, що стабілізують структури (четвертинна, третинна, вторинна). Як наслідок відбувається розрив поліпептидного ланцюга і набування ним форми невпорядкованого клубка та випадання в осад. Денатурація буває викликана хімічними та фізичними чинниками. До останніх відноситься температура ітдітп. Найбільш вивченою є температурна або теплова денатурація. Більшість білків зазнає денатурації в розчинах при температурі, вищій 50-60˚С.Легше піддаються денатурації білки в ізоелектричному стані.Для денатурованих білків характерно:

1)збільшення кількості функціональних груп, бо частина з них була схована всередині молекули і не виявлялась звичайним методом.

2)зменшення розчинності й випадання в осад(через втрату гідратної оболонки,нейтралізацію заряду,вивільнення гідрофобних радикалів)

3)зміна конфігурації молекули білка

4)Втрата біологічної активності.

8.Методи виділення білків з біооб’єктів їх фракціонування та аналіз будови.(Губський ст.. 36-40)

Мета :отримання лікарських засобів,дослідження властивостей певних білків в аналітичній біохімії.

Для виділення білків з біологічних об’єктів найчастіше використовують метод екстрагування за допомогою різних розчинників, вибір яких залежить від фізико-хімічних властивостей білка або групи білків, яку потрібно отримати.

Наступним етапом виділення індивідуальних білків є фракціонування білкових сумішей, яке здійснюється на основі відмінностей у фізико-хімічних властивостях індивідуальних білків. Ці ж методи дозволяють проводити визначення і відповідних фізико-хімічних параметрів певних білкових молекул.

Методи фракціонування:

Ті що базуються на відмінностях у молекулярній масі:

1)Ультрацентрифугування (внаслідок дії центр обіжної сили,макромолекули осідають зі швидкістю, яка залежить від їх розмірів та молекулярної маси).

2) метод гель-фільтрації( відмінності в швидкостях проходження білкових молекул, що відрізняються молекулярними масами, через спеціальні гелі).

Базуються на відмінностях і кислотно-основних властивостях білків:

1)Іонообмінна хроматографія

2) Електрофорез

Базуються на відмінностях у біохімічній активності індивідуальних білків:

Хроматографія за спорідненістю, або афінна хроматографія(суміш білків пропускають через хроматографічну колонку, що містить природні ліганди для білка, який необхідно видалити з суміші)

Методи визначення амінокислотного складу( 1 етап) :

А)гідроліз пептидного ланцюга білка чи пептиду, що досліджується

Б)розділення амінокислот гідролізату

В) ідентифікація та кількісне визначення окремих амінокислот.

Розшифровка первинної структури білків і пептиді дів:

1.Аналіз N- та C-кінцевих амінокислот.

2.Фрагментація поліпептидного ланцюга та розділення пептидних ферментів.

3.Визначення амінокислотних послідовностей у пептидах.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]