4. Структурная организация белков. Типы связей, участвующие в формировании первичной, вторичной, третичной и четвертичной структур.

1. Объединение аминокислот через пептидные связи создаёт линейную полипептидную цепь (ППЦ) – которая называется первичной структурой.

Первичная структура (пептидная связь)

Аминокислотные остатки в пептидной цепи белков чередуются не случайным образом, а расположены в определенном порядке. Эту линейную последовательность называют первичной структурой белка. Первичная структура каждого белка закодирована в участке ДНК, называемом геном.

2. Вторичная структура образуется при участии водородных связей между пептидными группами (О-Н).

Существует 2 вида укладки: альфа-спираль и бета-складчатый слой. Формированию спирали могут препятствовать пролин и гидроксипролин, которые способствуют перелому цепи.

α-спираль (α-структура), и в виде "гармошки"

β-складчатый слой (β-структура). В одном белке, как правило, одновременно присутствуют обе структуры, но в разном долевом соотношении. В глобулярных белках преобладает α-спираль, в фибриллярных – β-структура.

3. Третичная структура – более компактная, образует клубок или глобулу.

ионные – между СОО^–-группами глу и асп и NH3⁺-группами лиз и арг

водородные – между НО-, СООН-, NH2-группами

гидрофобные – между остатками алифатических и ароматических аминокислот

дисульфидные – между остатками цистеина, псевдопептидные – между дополнительными СОО^–-и NH3⁺- группами

4. Четвертичная структура – это комплекс субъединиц, соединённых между собой водородными, ионными связями и электростатическими взаимодействиями между остатками аминокислот (находящихся на поверхности глобулы).

Подобные белки называют олигомеры, индивидуальные цепи – протомеры

5. Физико-химические свойства белков. Денатурация белка. Использование процесса денатурации в медицине.

1)Белки –коллоидные растворы.

Виды растворов:

1. Истинные – система гомогенна, её частицы не разделяются под действием силы тяжести. (Пример –раствор соли).

2.Коллоидные растворы – частицы крупных размеров. Система гетерогенна. Не разделяется под действием силы тяжести.В биологических системах нет четкого разделения на истинные и коллоидные растворы.

3. Суспензии – это грубодисперсные системы с твёрдой дисперсной фазой и жидкой дисперсионной средой. Частицы оседают (седементируют) под действием силы тяжести.

4. Эмульсии – образованы двумя любыми несмешивающимися жидкостями (вода, жир). Разделяется под действием силы тяжести.

*Свойства белковых растворов определяются большими размерами молекул белка, т.е. молекулы белка являются коллоидными частицами и образуют коллоидные растворы.

Свойства коллоидного раствора: 1. Опалесценция – рассеивание света в коллоидных частицах (эффект Тиндаля). 2.Растворы белка, в отличии от истинных растворов обладают малой скоростью диффузии. 3. Высокая вязкость – в результате сил сцепления между крупными молекулами белки образуют студни и гели. 4. Поддержание онкотического давления (отвечает за перераспределение жидкости в кровотоке, лимфе и тканях). (При повышении проницаемости сосудистой стенки - формируются отёки).

2) Суммарный заряд белка.

Белки содержат в своём составе радикалы лизина, аргинина, гистидина, глутаминовой и аспарагиновой кислот, функциональные группы которых способны к ионизации (ионогенные группы). COO- и NH3 тоже способны к ионизации. Суммарный заряд молекулы зависит от соотношения анионных радикалов (ГЛУ, АСП) и катионных радикалов (ЛИЗ, АРГ, ГИС). Белки, имеющие положительный заряд –катионные. Белки, имеющие отрицательный заряд – анионные

Значение РН среды, при которой белок приобретает суммарный нулевой заряд – называет изоэлектрическая точка белка (PI). В точке PI кол-во положительно и отрицательно заряженных групп – одинаково. PI для большинства белков лежит в слабокислой среде (т.к. имеет в своём составе больше групп СОО - ). Для белков хроматина PI лежит в щелочной среде (преобладают NH3 -). Белки в изоэлектрической точке стоят на месте в электрическом поле.

Белки, имеющие суммарный положительный или отрицательный заряд лучше растворимы в воде, чем белки в изоэлектрической точке. Суммарный заряд увеличивает кол-во диполей воды, способных связываться с белковой молекулой. Это препятствует контакту одноименно заряженных молекул – увеличивается растворимость белка. В кислой среде заряд молекулы белка – положительный, в щелочной – отрицательный.