14. Расшифровка первичной структуры белков, используемые методы, значение расшифровки структуры. Значение расшифровки первичной структуры.

Расшифровка первичной структуры белка — основа для получения предварительной информации о более высоких уровнях структуры (вторичной, третичной, четвертичной), для выяснения топографии функциональных групп в активном центре белка и построения модели его функционирования.

Чтобы определить аминокислотную последовательность белка, прежде всего разделяют его полипептидные цепи (если макромолекула состоит из нескольких цепей), затем определяют аминокислотный состав цепей, N-, С-концевые аминокислотные остатки, аминокислотные последовательности.

Анализ аминокислотного состава включает полный гидролиз исследуемого белка или пептида и количественное определение всех аминокислот в гидролизате. Количественное определение аминокислот в гидролизате проводят с помощью аминокислотного анализатора, работающего на принципе хроматографического разделения на ионообменных смолах.

Наибольшее распространение для определения N-концевых остатков находит дансильный метод.

Многие генетические болезни - результат нарушения в аминокислотной последовательности белков. Информация о первичной структуре нормального и мутантного белка может быть полезна для диагностики и прогнозирования развития заболеваний.

15. Вторичная структура белка и ее варианты. Роль водородных связей в стабилизации вторичной структуры. Характеристика а-спирали и в-структуры. Ломанная спираль.

Вторичная структура - пространственная структура белка, когда остатки аминокислот внутри большой структуры достигают повторяющейся зависимости одна от другой - а-спираль либо в-структура. Создаются водородные связи.

а-спираль: в данном типе структуры пептидный остов закручивается в виде спирали за счет образования водородных связей между атомами кислорода карбонильных групп и атомами азота аминогрупп, входящих в состав пептидных групп через 4 аминокислотных остатка. Водородные связи ориентированы вдоль оси спирали, их количество обеспечивает максимально возможную стабильность а-спирали. Так как все гидрофильные группы пептидного остова обычно участвуют в образовании водородных связей, гидрофильность а-спиралей уменьшается, а их гидрофобность увеличивается. а-спиральная структура - наиболее устойчивая конформация пептидного остова, отвечающая минимуму свободной энергии.

в-структура: формируется за счет образования множества водородных связей между атомами пептидных групп линейных областей одной полипептидной цепи, делающей изгибы, или между разными полипептидными цепями. Когда водородные связи образуются между атомами полипептидного остова различных полипептидных цепей, их называют межцепочечными связями. Водородные связи, возникающие внутри одной полипептидной цепи, называют внутрицепочечными. В в-структурах водородные связи расположены перпендикулярно полипептидной цепи.

16. Понятие о третичной структуре белков, разновидности. Связи, характерные для третичной структуры. Зависимость биологических свойств белков от третичной структуры.

Третичная структура белков - трехмерная пространственная структура, образующаяся за счет взаимодействий между радикалами аминокислот, которые могут располагаются на значительном расстоянии друг от друга в полипептидной цепи. Стабилизируются водородными связями, электростатическими силами, гидрофобными силами, дисульфидными мостиками, определяются первичной структурой.

Все биологические свойства белков (каталитические, гормональные, антигенные и др.) связаны с сохранностью их третичной структуры, которую принято называть нативной конформацией. Любые воздействия (термические, физические, химические), приводящие к нарушению этой конформации молекулы (разрыв водородных и других нековалентных связей), сопровождаются частичной или полной потерей белком его биологических свойств.