3. Биологическая роль белков.

Фибриллярные белки: вытянутая форма, образуют тяжи-фибриллы. Практически нерастворимы в воде, составляют основу всех соединительных тканей. Коллаген — обеспечивает прочность структур: соединительнотканного слоя кожи, сухожилий, хящей, оргвещества костной ткани, роговицы глаза. Кератин — основной белок соединительных тканей, волос, когтей, костей и панцирей. Фиброин шелка — основа нитей паутины, коконов насекомых. СТРУКТУРНАЯ ФУНКЦИЯ (прочные, практически не растворяются в воде).

Глобулярные белки: растворимы в водных средах, могут быть представлены в виде шара с гидрофобным ядром и гидрофильным внешним слоем из АК с полярными или заряженными боковыми радикалами, которые образуют водородные и электростатические связи с водным окружением. Разнообразные пространственные структуры и комплексы ФУНКЦИЙ: каталитические, транспортные (гемоглобин, миоглобин), защитные, структурные, биолюминесценция (GFP).

Каталитическая — ферменты, энзимы;

Сократительная — актин, миозин;

Регуляторная — гормоны;

Транспортная;

Гемостатическая (свертываемость) — ферменты;

Рецепторная;

Генно-регуляторная (гистоны, репликация);

Имунная — антитела.

4. Пептидная связь. Химический и химико-ферментативный методы синтеза пептидов.

(Про пептидную связь №2)

Химически синтезированные полипептиды используются в качестве моделей для изучения.

Реакция конденсации с карбокси- и аминогруппами термодинамически невыгодна, поэтому для синтеза АК превращают в активные производные по концевым карбоксильной или аминогруппам. Вводимые активационные группы должны иметь электронно-акцепторную природу, чтобы увеличить дробный положительный заряд на углероде карбоксила. Тогда электронно-донорная атака пары электронов аминогруппы на обедненный электронной плотностью карбоксильный углерод будет более эффективной.

1. Блокирование "ненужных" функциональных групп (амино)

2. Активация альфа-карбоксильной группы

3. Однозначное образование пептидной связи

4. Удаление блокирующих групп, очистка целевого пептида

Так как в каждой АК есть минимум 1 каждая группа в итоге получается набор пептидов, различных по составу и длине, даже если активирована только одна АК. Чтобы пептид синтезировался в нужном направлении, необходимо заблокировать ненужные на данном этапе защитные ФГ, причем в мягких условиях, не разрушающих пептидную связь. Боковые радикалы тоже блокируют, так как могут образоваться разветвленные пептиды.

Защита групп и активация нужной группы. После окончания синтеза защитные группы удаляются, полипептид очищается хроматографически.

Процесс циклический (прибавляется по звену за раз), автоматизируется; первые звено иммобилизуют на поверхности нерастворимых частиц (шариков из нерастворимого полимерного материала), частицы в колонку, через колонку пропускают реагенты.

Итоговый продукт должен быть оптически чистым, обычно происходит частичная рацемизация пептидной связи. Ациламинокислоты → азлактоны (результат циклизации); пятичленные гетероциклы с азотом и кислородом в кольце.

Химико-ферментативный синтез: часть реакций при синтезе катализируется с помощью соответствующих ферментов. Ферментативные реакции обладают специфичностью как по направленности, так и по оптической чистоте продуктов.

Инсулин нужен для диабетиков, у свиньи похожий (аланин у свиньи, треонин у человека в одном месте). Инсулин свиньи очищают — блокируют карбоксильные группы диазометаном — обработка трипсином — B-цепь укорачивают — блокируют аминогруппы — синтезируют удаленный фрагмент B-цепи уже с требником на конце — полностью блокированный по "ненужным" ФГ укороченный инсулин свиньи соединяют с синтетическим фрагментом — деблокируют все ФГ — человеческий инсулин. Выход 10%.