1. Четвертичная структура белков

Образование хаотично сформированных агрегатов является ошибкой, ко­торая приводит к появлению функционально неактивных белков, поэтому в клетках предусмотрены механизмы быстрой их деградации и распада на от­дельные аминокислоты. Однако в природе существует немало генетически де­терминированных агрегатов, включающих в себя несколько полипептидных цепей, образующих большие белковые макромолекулы. Четвертичной струк­турой называют ассоциированные между собой две или более субъединиц, ориентированных в пространстве. По-видимому, более правильно примени­тельно к четвертичной структуре белков говорить не об агрегатах, а об ансамб­лях глобул. Характеризуя четвертичную структуру белков, следует исключать ее псевдоварианты. Так, белковый гормон инсулин состоит из двух полипеп­тидных цепей, но они не являются полноправными глобулами, а образуются в результате ограниченного протеолиза единой полипептидной цепи. Не явля­ются белками с истинной четвертичной структурой и мультиферментные комплексы (гл. 6). Они представляют собой типичные надмолекулярные структуры. При образовании четвертичной структуры отдельные субъединицы взаимодействуют друг с другом исключительно при помощи нековалентных связей, в первую очередь водородных и гидрофобных. Весьма существенным является тот факт, что контактные поверхности взаимодействующих субъеди­ниц комплементарны друг другу. В контактных участках расположены гидро­фобные группировки, которые получили название «липкие пятна».

Взаимная ориентация электроотрицательных атомов, облегченная нали­чием комплементарных сайтов, способствует образованию большого числа во­дородных связей. Это обеспечивает реализацию кооперативного эффекта и стабилизацию макромолекулы. Кроме того, множественность нековалентных связей является основой передачи структурных перестроек от одной субъеди­ницы на другие.

Белки, имеющие четвертичную структуру, часто называют олигомерньши. Различают гомомерные и гетеромерные белки. К гомомерньш относятся белки, у которых все субъединицы имеют одинаковое строение. В качестве примера можно привести белок каталазу, состоящую из четырех абсолютно равноцен­ных субъединиц. У гетеромерных белков отдельные субъединицы не только отличаются по строению, но и могут выполнять различные функции. Напри­мер, белок РНК-полимераза состоит из пяти субъединиц различного строения и с неодинаковыми функциями.

2.

3. Холестерол – используют для синтеза стероидов ф-ционурующ. в орг-ме, - половых гормонов и гормонов коркового слоя надпочечников (кортикостероидов), желчных к-т, витамина D₃; Он входит в состав кл-ных мембран, участвует в регуляции ее проницаемости, его много в молоке, сливочном масле, желтке.

рисунок

Биосинтез холестерола

23.5.4. Биосинтез стероидов

Живые организмы вырабатывают большое количество стероидов, у вующих в самых разнообразных биохимических и физиологических пр( сах. В организме человека первое место среди стероидов занимает ненасы ный спирт холестерол.

Холестерол играет роль ключевого промежуточного продукта в сю других стероидов, среди которых важное физиологическое значение и желчные кислоты, кортикостероиды, андрогены и эстерогены. Исследоь механизма синтеза стероидов — одна из наиболее ярких страниц в биох; XX столетия. В 40-х гг. К. Блох с сотрудниками показали, что меченый а включается в холестерол как т у11го, так и в срезах ткани печени. Позже установлено, что оба атома углерода ацетата участвуют в построении моле холестерола и что для биосинтеза холестерол а С₂₇Н_4бО необходимо 18 ост ацетил-КоА. Установлено, что 12 атомов углерода холестерола происхол карбонильных атомов углерода ацетильной группы, остальные 15 —из мет, ных атомов углерода. Ниже изображена молекула холестерола, в которой атомы углерода, про­исходящие от метальной группы ацетата, обозначены буквой М, а атомы, про­исходящие от карбоксильной группы, буквой К: Последовательность реакций превращения ацетил-КоА—»холестерол включает три ключевые стадии:

• синтез мевалоната (С₆);

• синтез сквалена из мевалоната (С₃₀);

• циклизация сквалена и образование холестерола (С₂₇).

Биосинтез холестерола происходит главным образом в печени (-50% от общего количества), кишечнике (-15%) и коже. Этот процесс идет в цитозоле и ЭПР эукариотических клеток.

Синтез мевалоната. Начальной реакцией этой стадии является образова­ние из двух молекул ацетил-КоА ацетоацетил-КоА за счет обращения тиолаз-ной реакции: Реакция катализируется ферментом ацетил-КоА-ацетилтрансферазой (тио-лазой). Затем ацетоацетил-КоА взаимодействует еще с одной молекулой ацетил-КоА. Реакция протекает при действии фермента гидроксиметилглута-рил-КоА-синтазы (ГМГ-КоА-синтаза): Образовавшийся р-гидрокси-(3-метилглутарил-КоА под действием фер­мента гидроксиметилглутарил-КоА-редуктазы (ГМГ-КоА-редуктаза), содер-

№ 19.

1. Физико-химические свойства белков: гидратация, растворимость, коллоидный характер растворов, высаливание и диализ. Ионизация и амфотерные свойства белков, понятие о рI, влияние рН раствора на заряд и конформацию их молекул.

2. Типы молекулярных мутаций и генетических рекомбинаций, как основа генетической изменчивости и эволюции. Основы химического канцерогенеза.

3. Проблемы и методы мембранологии. Роль фосфолипидов в создании общих свойств: жидкостности, поперечной асимметрии и избирательной проницаемости биомембран. Комов 306

1. Физико-химические свойства белков

Гидротация –

Растворимость – зависит от рН, а также от иона силы: =1/2cz², где -ионая сила р-ра; с-молярная конц.; z-заряд иона

коллоидный характер р-ров. Белки проявляют коллоидные свойства: светорассеяния (эффект Тендаля), неспособность проходить через полупро­ницаемые мембраны, высокая вязкость, образование гелей и др. Вместе с тем белки не являются истинными коллоидами, так как они способны образовы­вать молекулярные растворы. Основное сходство между коллоидными части­цами и белками заключается в том, что они имеют более или менее близкие размеры. Белки так же, как и истинные коллоиды, могут образовывать гели, представляющие собой сетчатые структуры, заполненные водой.

высаливание - Высокие концентрации сульфата аммония, а тж. солей щелоч. Ме осаждают белки. Мех-м осаждения связан со способ­ностью солей разрушать гидратную об-чку растворенных белковых макро­мол-л  агрегации и последующему осаждению. Далее ис­пользуют ряд методов концентрирования и тонкой очистки белков, причем наиболее эффективн. явл. различные хроматографические процеду­ры. Преимущества хроматографических методов:

• технологич. гибкость — разделение в-в можно осуществлять при реализации различных типов межмол-лярных взаимод. сор­бент—сорбат;

• динамичность - преимущество перед экстракция и осаждение.

• вещества в процессе хроматографического разделения не подвергаются химич9 изменениям.

диализ – отделение неорганич. солей и низкомол-лярных органич. соед. от белков  белки не проходят ч/з полунепрониц. мембр. из коллодия, целлофана и т.д.