БХ - 3 семестр / 3 семестр / Метод интервалов

Использование Интервального метода при определении зарядов олигопептидов на занятиях по биохимии

1. В формировании заряда принимают участие радикалы следующих аминокислот:

   1. заряженных положительно (аргинин (Арг), гистидин (Гис), лизин (Лиз)),

   2. заряженных отрицательно (аспарагиновая (Асп) и глутаминовая (Глу)),

   3. незаряженных полярных (цистеин (Цис) и тирозин (Тир)).

   4. концевых α-амино- (-NH₃⁺) и карбоксильных (-COO^-) групп олигопептидов.

Для этих структур учитываются показатели константы кислотности pK_a (Табл. 1).

Таблица 1

Примерные величины pKa для аминокислот и структур, которые могут нести заряды:
положительный		отрицательный
Гис	6,5	-COO-	2,5
		Асп	3,9
Лиз	10,5	Глу	4,1
-NH3+	9,0	Цис	8,2
Арг	12,5	Тир	10,1

Величины pK_a при этом играют роль критических точек функции, так как при соответствующих значениях pH происходит изменение заряда.

NB: В сильнокислой среде при pH < 2,5 формируется максимально возможный положительный заряд, в сильнощелочной, при pH > 12,5 пептид приобретает максимально возможный отрицательный заряд.

2. Определение заряда пептида при всех потенциально возможных значениях pH.

   1. проанализируйте пептид, отмечая структуры, которые могут нести заряд (Табл. 1),

   2. Соответствующие величины pK_a расположите на шкале pH (от 0 до 14).

   3. Отметьте интервалы и определите величины зарядов пептида в этих интервалах,

Пример – пентапептид глутамил-аргинил-пролил-триптофанил-цистеин (Рис. 1).

Рис. 1. Определение заряда пентапептида на шкале pH с использованием интервального метода

Применение: Различия в заряде пептидов используется при разделении смеси пептидов методом электрофореза, определения направления и скорости движения пептидов в электрическом поле, оптимального значения рH буфера для разделения смеси пептидов и т.д.). В переваривании белков важна роль градиента рН соков различных отделов желудочно-кишечного тракта.

Вопросы:

1. Рассчитайте интервальным методом заряды следующих пентапептидов:

   1. Гис-вал-про-тре-трп

   2. Иле-лиз-фен-ала-глн

   3. Тир-арг-лей-про-асп

   4. Фен-глу-мет-трп-лиз

   5. Тре-про-цис-тир-арг;

2. Белки какого аминокислотного состава будут лучше набухать в кислом желудочном соке?

3. Почему гистоны прочно фиксируются на ДНК?

Литература.

1. Кольман Я., Рём К.-Г. Наглядная биохимия. – М.: Мир, 2000. – 469 с.

2. Мецлер Д. Биохимия. Химические реакции в живой клетке. Т. 1. – М.: Мир, 1980 – 407 с.

3. Овчинников Ю. А. Биоорганическая химия. М.: Просвещение, 1987. – 815 с.

4. Тюкавкина Н. А., Бауков Ю. И. Биоорганическая химия. – М.: Медицина, 1991. – 528 с.