3. Аминокислотный состав белков
Для определения аминокислотного состава белки подвергают гидролизу.
В состав белков входят 20 L--аминокислот: глицин, аланин, валин, лейцин, серин, глутаминовая кислота, глутамин, лизин, аргинин, пролин, аспарагиновая кислота, аспарагин, изолейцин, треонин, фенилаланин, тирозин, цистеин, метионин, гистидин, триптофан и некоторые производные этих аминокислот, образующиеся в белковой молекуле после матричного синтеза полипептидной цепи.
Частота, с какой аминокислоты встречаются в белках, неодинакова. Например, глицин обнаруживается в 10 раз чаще, чем триптофан. По частоте нахождения аминокислот в белках можно составить такой ряд: ала вал лей сер глу глн лиз арг про > асп асн изо тре фен > тир цис мет гис.
Большинство белков по аминокислотному составу отличаются не очень резко. Но некоторые белки с особыми свойствами отличаются и аминокислотным составом. Так, белок соединительной ткани коллаген на 1/3 построен из остатков глицина, около 1/5 на ост. пролина и оксипролина. Именно такой состав аминокислот позволяет готовой молекуле белка образовывать прочные олигомерные структуры - фибриллы. Фибриллы коллагена превосходят по прочности стальную проволоку равного поперечного сечения. При кипячении в воде нерастворимый коллаген превращается в желатину - растворимую смесь полипептидов. Необычный аминокислотный состав коллагена определяет его низкую питательную ценность. В состав связок и соединительной ткани стенок сосуда входит белок - эластин. Эластин богат остатками лизина. Четыре боковые группы лизина сближаются друг с другом и ферментативным путем превращаются в десмозин.
Таким путем полипептидные цепи эластина могут объединяться в системы, способные обратимо растягиваться во всех направлениях.
В хромосомах содержатся положительно заряженные белки гистоны, примерно на 1/3 построенные из остатков лизина и аргинина. Положительный заряд молекулы белка позволяет образовывать прочные комплексы с отрицательно заряженными молекулами нуклеиновых кислот
Классификация аминокислот по характеру бокового радикала.
ациклические аминокислоты (глицин, аланин,валин,лейцин,изолейцин)
алифатические замещенные аминокислоты :
а) гидроксиаминокислоты: серин, треонин
б)тиоаминокислоты: цистеин, метионин
в) карбоксиаминокислоты: аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота
г)амиды карбоксикислоты: аспарагин глутами.
д)диаминкислоты: лизин
е) гуанидиноаиногкислты: аргнин
3. циклические аминокислоты
а) гомоциклические: фенилаланин, тирозин
б) гетероциклические: гистидин триптофан
в) цикические амнокислоты: пролин
5.Классификация аминокислот в соответствии с полярностью их r-групп.
1. неполярные R-группы: аланин, изолейцин, лейцин, метионин, пролин, триптофан, фенилаланин
2. полярные, но незаряженные: аспарагин, глицин, глутамин, серин, тирозин, треонин, цистеин.
3. отрицательно заряженные: аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота
4. положительно заряженная: аргинин, гистидин, лизин.
Физико-химические свойства белков (амфотерность, стереоизомерия).
На физических свойствах белков, таких как ионизация, гидратация, растворимость основаны различные методы выделения и очистки белков.
Так как белки содержат ионогенные, т.е. способные к ионизации аминокислотные остатки (аргинин, лизин, глутаминовая кислота и т.д.), следовательно, они представляют собой полиэлектролиты. При подкислении степень ионизации анионных групп снижается, а катионных - повышается, при подщелачивании наблюдается обратная закономерность. При определенном рН число отрицательно и положительно заряженных частиц становится одинаковым, такое состояние называется изоэлектрическим (суммарный заряд молекулы равен нулю). Значение рН, при котором белок находится в изоэлектрическом состоянии, называют изоэлектрической точкой и обозначают рI. На различной ионизации белков при определенном значении рН основан один из методов их разделения - метод электрофореза.
Полярные группы белков (ионогенные и неионогенные) способны взаимодействовать с водой, гидратироваться. Количество воды, связанное с белком достигает 30-50 г на 100 г белка. Гидрофильных групп больше на поверхности белка. Растворимость зависит от количества гидрофильных групп в белке, от размеров и формы молекул, от величины суммарного заряда. Совокупность всех этих физических свойств белка позволяет использовать метод молекулярных сит или гель-фильтрацию для разделения белков. Метод диализа используется для очистки белков от низкомолекулярных примесей и основан на больших размерах молекул белка.
Растворимость белков зависит и от наличия других растворенных веществ, например, нейтральных солей. При высоких концентрациях нейтральных солей белки выпадают в осадок, причем для осаждения (высаливания) разных белков требуется разная концентрация соли. Это связано с тем, что заряженные молекулы белка адсорбируют ионы противоположного заряда. В результате частицы теряют свои заряды и электростатическое отталкивание, в результате происходит осаждение белка. Методом высаливания можно фракционировать белки.