Baltymai, jų struktūra ir funkcija

Kur mes susitinkame su gyvenimu
mes nustatome, kad jis yra susijęs
su bet kokiu baltyminiu kūnu.

F. Engelsas

Tikslai Išplėsti baltymų, kaip natūralių polimerų, žinias, jų funkcijų įvairovę kartu su struktūra ir savybėmis; naudokite eksperimentus su baltymu, kad būtų įgyvendinti tarpdalykiniai ryšiai ir ugdomas studentų susidomėjimas.

Studijų planas

  • Baltymų vaidmuo organizme.
  • Baltymų sudėtis, struktūra, savybės.
  • Baltymų funkcijos.
  • Baltymų sintezė.
  • Baltymų transformacija organizme.

PEDAGOGAS

Baltymų vaidmuo organizme

Biologijos mokytojas. Iš organinių medžiagų gyvoje ląstelėje baltymai atlieka svarbų vaidmenį. Jie sudaro apie 50% ląstelių masės. Dėl baltymų organizmas įgijo gebėjimą judėti, dauginti, augti, sugerti maistą, reaguoti į išorines įtakas ir tt
"Gyvenimas yra baltymų telkinių egzistavimo būdas, kurio esminis dalykas yra nuolatinis metabolizmas su aplinkine išorine prigimtimi, o šio metabolizmo nutraukimas taip pat nutrūksta ir gyvenimas, o tai lemia baltymų skilimą", rašė Engelsas savo raštuose.

Baltymų sudėtis, struktūra, savybės

Chemijos mokytojas. Baltymai yra sudėtingi didelio molekulinio natūralūs junginiai, pagaminti iš α-aminorūgščių. Baltymų sudėtis apima 20 skirtingų amino rūgščių, taigi ir didelė baltymų įvairovė su įvairiais amino rūgščių deriniais. Iš 33 raidžių alfabetų, mes galime padaryti begalinį skaičių žodžių, todėl iš 20 amino rūgščių - begalinis skaičius baltymų. Žmonėse yra iki 100 000 baltymų.
Baltymai skirstomi į baltymus (paprastus baltymus) ir proteidus (sudėtingus baltymus).
Aminorūgščių likučių skaičius molekulėse yra skirtingas: insulinas-51, mioglobinas-140. Taigi Mr baltymas nuo 10 000 iki kelių milijonų.
Istorinis pagrindas. Pirmoji hipotezė apie baltymų molekulės struktūrą buvo pasiūlyta 1870-aisiais. Tai buvo ureido baltymo struktūros teorija. 1903 m. Vokiečių mokslininkas E. G. Fisheras pasiūlė peptidų teoriją, kuri tapo pagrindine baltymų struktūros paslaptimi. Fišeris pasiūlė, kad baltymai yra aminorūgščių liekanų polimerai, susieti su NH-CO peptido jungtimi. Idėja, kad baltymai yra polimerinės formacijos, 1888 m. Išreiškė rusų mokslininkas A. J. Данилевский. Ši teorija buvo patvirtinta vėlesniuose darbuose. Pagal polipeptidų teoriją baltymai turi tam tikrą struktūrą.
(Filmo demonstracija "Baltymo pradinė, antrinė, tretinė struktūra").
Daugelis baltymų susideda iš kelių polipeptidų dalelių, kurios yra sulankstytos į vieną vienetą. Taigi, hemoglobino molekulė (C.738H1166S2Fe4O208) susideda iš keturių subvienetų. Atkreipkite dėmesį, kad Mr kiaušinio baltymas = 36 000, Mr raumenų baltymas = 1,500,000.

Pagrindinė baltymo struktūra yra aminorūgščių liekanų pakaitinimo seka (visos obligacijos yra kovalentinės, stiprios) (1 pav.).

Ieškokite žodžių pagal kaukę ir apibrėžimą

Ieškoti pagal raktinį žodį

Voltaire jo giminaičiai palygino su šiuo gyvybingu gyvūnu.

Logopedai žino, kad ji net nebuvo balta.

"Veronika" dovana iš filmo "Kranai plaukioja".

Rusijoje šis gyvūnas pirmą kartą buvo vadinamas verbalizatoriumi, o vėliau vienoje iš šio gyvūno rūšių, skirtų nuo kitų spalvų, jis gavo kitą pavadinimą.

Koks kailinis gyvūnas padarė neįkainojamą indėlį į pasaulio tapybos plėtrą?

Kas graužikas gyvena medţiuose ir kaupia lizdus?

Būtent ji skraidė su "Strelka".

Kas nykat riešutus tuščiavidurėje?

Kas gyvena dugne karštyje?

"Nuo šakutės iki šakutės šokinėja, sportiškas, bjaurus, judrus, ne paukštis" (mįslė).

Kailis, minimas "Karaliaus Saltano pasakoje".

Kurie gyvūnai miega ilgiausiai - devynis mėnesius per metus?

Gyvūnas, su kuriuo švilpukas pritvirtintas prie Rusijos dramblys.

Riešutai visi gnaws.

Gyvūnas, kurį snaiperis turėtų patekti į akis.

Mažasis gyvūnas su dideliu krūminiu uodega, graužiku.

Slapyvardis yra šuo, kuris buvo erdvėje.

Žiurkės pavadinimas iš animacinių filmų "Belka ir Arrow".

Voverės dainuojančios dainos ir auksiniai riešutai kaip natūralus reiškinys.

Vienas iš kosminių šunų vaikų meltserial "Belka ir Strelka". Naughty mažoji šeima.

Prancūzijos biochemikas ir mikrobiologas, vienas iš genetikos informacijos perdavimo hipotezių ir bakterijų ląstelių baltymų sintezės genetikos reguliavimo autorių.

Pagrindinis baltymų šaltinis žmogaus mityboje.

Vienas iš kosminių šunų vaikų meltserial "Belka ir Strelka". Naughty mažoji šeima.

Trečiojo baltymo struktūros elementas, kuris yra gana stabilus ir nepriklausomas baltymų pagrindas, kurio lankstymas vyksta nepriklausomai nuo kitų dalių.

Prancūzijos mikrobiologas, genetikas, vienas iš genetinės informacijos perdavimo hipotezės ir baltymų sintezės bakterijų ląstelėse reguliavimo autorių.

Prancūzijos virusologas ir genetikas, tyrinėtojas baltymų sintezės reguliavimo teorijoje.

Animacinių filmų serijos "Ledynmetis", "vyriškos sveržminės žiurkės", apsėstas gilėmis, charakteris.

Konditerijos gaminiai su plakies kiaušinių baltymu.

Vienas iš kosminių šunų vaikų meltserial "Belka ir Strelka". Naughty mažoji šeima.

Ritės plakimas baltymas.

Savo valdovoje voverė dainuoja dainą.

Izraelio biochemikas, Nobelio premijos laureatas chemijoje 2004 m. Dėl ubikvitininiu būdu nustatyto baltymo skilimo atradimo.

Kas gaudo saburkštus voveres Scrat iš "Ice Age" animacinių filmų?

Šis DNR skyrius yra geno dalis, bet joje nėra baltymų aminorūgščių sekos informacijos.

Saldūs patiekalai iš tarkuotų virtų obuolių ar abrikosų, supjaustytų kiaušinių baltymu ir cukrumi.

Konditerijos gaminys, tradiciškai pagamintas iš medaus, cukraus, kiaušinio baltymų, skrudintų migdolų ar kitų riešutų, dažniausiai stačiakampių ar apvalių.

Hare šį žaidimą atliko su voverėmis Marshako 12 mėnesių žaidimo pradžioje.

Medžiaga, susidariusi gyvūnų kūne iš skilimo baltyminių produktų.

Animacinis serialas "Belka ir Strelka". Juokingas. "

Trečias baltymų ir riebalų bendrovė.

Padidėjęs karbamido išsiskyrimas su šlapimu, priklausomai nuo padidėjusio audinių deginimo.

Vaistas, skatinantis baltymų sintezę organizme.

Prancūzijos chemikas, išskirtas iš baltymo hidrolizato glicino ir leucino.

Jungiamojo audinio baltymo dalinės hidrolizės produktas yra kolagenas, kuris gali sudaryti gelius, kai tirpalas atšaldomas.

Baltymų sintezei reikia RNR ir šios organelės.

Sunki paveldima liga, atsirandanti dėl netoleruotumo grūdų baltymui - glitimo.

Baltymas, sintezuojamas kontroliuojant reguliavimo gliuką, kuris gali susieti su operatoriumi, blokuoja jo funkciją ir taip slopina baltymų sintezę.

Rusijos fiziologas XX a., Kuris pasiūlė baltymų mitybos vertę.

Skaidrus, baltymų neturintis skystis, esantis vidinės ausies tinklelio labirinte.

Antarktidos pakrantėje gyvenančios baltažuvių žuvys yra vieninteliai stuburiniai gyvūnai, kuriems trūksta raudonųjų kraujo kūnelių ir šio baltymo.

Specialus kraujo serumo baltymas, kuris daugiausia organizme kaupiamas, imunizuotas į bakterijas ar svetimus baltymus, ir susidaro nuosėdos, kai liečiasi su juo.

Visi natūralios (natūralios) baltymų molekulės, nukleorūgšties ir kitų biopolimerų struktūros pokyčiai, kurie nėra kartu su stipriais kovalentiniais cheminiais ryšiais.

Sub-ląstelių struktūra, susidedanti iš Messenger RNR ir baltymų, užtikrinant paveldimą informaciją citoplazmoje.

Padidėjęs baltymų išsiskyrimas su šlapimu.

Visiškai arba dalinai atkurti denatūruotus biopolimerus (nukleino rūgštis, baltymus) jų natūralių savybių.

Nestandartinė amino rūgštis, kuri yra kolageno baltymo ir kai kurių glikoproteinų dalis.

Padidėjęs baltymų kiekis tulžyje.

Padidėjęs baltymų kiekis tulžyje.

Sumažintas baltymų kiekis serume pastebimas, kai jo nepakanka arba jis prarandamas.

Histamino prisijungimas prie serumo baltymų.

Padidėjęs baltymų kiekis kraujyje.

Baltymų atskyrimo metodas, pagrįstas jų molekulių judesiu veikiant pastoviai įtampa regione, kurio pH reikšmė atitinka šio baltymo izoelectrinį tašką.

Rastų terminų skaičius: 54

Pagrindinis baltymų šaltinis žmogaus mityboje, 4 raidės, skanvordas

Keturių raidžių žodis: pirmoji raidė yra "M", antroji raidė "I", trečioji raidė yra "C", ketvirtasis raidė yra "O", žodis su raide "M", paskutinis yra "O". Jei nežinote žodžio iš kryžiažodžių ar kryžiažodžių, mūsų svetainė padės jums rasti sudėtingiausius ir nepažįstamus žodžius.

Atsiminkite mįslę:

Visą savaitę poilsiu, mes gydome visus blynus. Mes praleidžiame šalta žiemą, ir mes patenkinti pavasarį su šiluma. Rodyti atsakymą >>

Skrenda visą naktį - pelėms pasireiškia. Ir bus šviesa - miegas skrenda į tuštumą. Rodyti atsakymą >>

Visas kelias yra padengtas žirniais. Rodyti atsakymą >>

Kitos šio žodžio reikšmės:

Atsitiktinė mįslė:

Jei pasakysite "nevaikščiok", tai vis tiek ateina. Jei sakote "ne palikite!", Jis vis dar palieka. Kas tai yra

Atsitiktinis pokštas:

Su riešo fiksavimu, šokių grindys virsta žiedu.

Skanvordy, crosswords, sudoku, raktažodžiai internete

Baltymų struktūra ir funkcija

Baltymai (baltymai) sudaro 50% sausųjų gyvųjų organizmų masės.

Baltymai yra sudarytos iš amino rūgščių. Kiekviena amino rūgštis turi amino grupę ir rūgšties (karboksilo) grupę, kurios sąveika sukelia peptidinį ryšį, todėl baltymai taip pat vadinami polipeptidais.

Baltymų struktūros

Pirminis - aminorūgščių grandinė, susieta su peptidų ryšiu (stiprus, kovalentinis). Keičiant 20 aminorūgščių kitokia tvarka, galite gauti milijonus skirtingų baltymų. Jei grandinėje pasikeičia bent viena aminorūgštis, baltymo struktūra ir funkcijos pasikeis, todėl pagrindinė struktūra yra laikoma svarbiausia baltymingumu.

Antrinis - spiralė. Išlaikyti vandenilio ryšiais (silpni).

Tretinis - globulas (rutulys). Keturios obligacijų rūšys: disulfidas (sieros tiltas) yra stiprus, kiti trys (joniniai, hidrofobiniai, vandeniliai) yra silpni. Kiekvienas baltymas turi savo formos glotį, jo funkcijos priklauso nuo jo. Kai denatuojama, glotbolio forma pasikeičia ir tai daro įtaką baltymų veikimui.

Ketvirčioji - ne visi baltymai. Susideda iš kelių glokulių, tarpusavyje sujungtų ta pačia jungtimi, kaip ir trečiosios struktūros. (Pavyzdžiui, hemoglobinas.)

Denatūracija

Tai išorinio poveikio (temperatūros, rūgštingumo, druskingumo, kitų medžiagų pridedant ir tt) sukelto baltymų sluoksnio formos pasikeitimas.

  • Jei poveikis baltymui yra silpnas (temperatūros pokytis 1 °), atsiranda grįžtama denatūracija.
  • Jei poveikis yra stiprus (100 °), tada denatūracija yra negrįžtama. Šiuo atveju visos struktūros, išskyrus pirminę, yra sunaikintos.

Baltymų funkcijos

Yra daug jų, pavyzdžiui:

  • Fermentiniai (kataliziniai) fermentų baltymai pagreitina cheminę reakciją dėl to, kad aktyvus fermento centras artėja prie formos medžiagos kaip rakto užraktas (papildomumas, specifiškumas).
  • Statyba (struktūrinė) - ląstelė, išskyrus vandenį, daugiausia sudaryta iš baltymų.
  • Apsauginiai antikūnai kovoja su patogenais (imunitetas).

Jūs vis dar galite perskaityti

Testai ir užduotys

Pasirinkite tinkamiausią. Antrinė baltymų molekulės struktūra turi tokią formą
1) spiralės
2) dviguba spiralė
3) kamuolys
4) temos

Pasirinkite tinkamiausią. Vandenilio ryšys tarp CO ir NH grupių baltymų molekulėje suteikia jam struktūros charakteringą spiralę
1) pirminis
2) antrinis
3) tretinis
4) ketvirčio

Pasirinkite tinkamiausią. Baltymų molekulės denatūravimo procesas yra grįžtamas, jei ryšiai nesunaikinami.
1) vandenilis
2) peptidas
3) hidrofobinis
4) disulfidas

Pasirinkite tinkamiausią. Biblijos molekulės ketvirtinė struktūra susidaro dėl sąveikos
1) vieno baltymo molekulės sekcijos pagal S-S jungtis
2) kelios polipeptidų gijos, sudarančios rutulį
3) vienos baltymo molekulės dalys dėl vandenilinių jungčių
4) baltymų kapsulė su ląstelių membrana

Nustatykite atitikimą baltymui, kurį jis atlieka: 1) reguliuojamas, 2) struktūrinis
A) yra centriolių dalis
B) sudaro ribosomą
B) yra hormonas
D) formuoja ląstelių membranas
D) keičia genų veiklą.

Pasirinkite tinkamiausią. Polipeptidų grandinės aminorūgščių seka ir skaičius yra
1) pirminė DNR struktūra
2) pagrindinė baltymo struktūra
3) DNR antrinė struktūra
4) antrinė baltymo struktūra

Pasirinkite tris variantus. Žmonių ir gyvūnų baltymai
1) yra pagrindinė statybinė medžiaga
2) yra suskirstytos žarnyne į glicerolį ir riebalų rūgštis
3) yra sudarytos iš amino rūgščių
4) kepenyse virsta glikogenu
5) deponuotas sandėlyje
6), nes fermentai pagreitina chemines reakcijas

Pasirinkite tinkamiausią. Antrinė baltymų struktūra, turinti spiralės formą, išlieka ryšiais
1) peptidas
2) joninis
3) vandenilis
4) kovalentinis

Pasirinkite tinkamiausią. Kokie ryšiai lemia pirminę baltymų molekulių struktūrą?
1) hidrofobinė tarp amino rūgščių radikalų
2) vandenilis tarp polipeptidų gijų
3) peptidas tarp aminorūgščių
4) vandenilis tarp -NH- ir -CO-grupių

Pasirinkite tinkamiausią. Pagrindinė baltymų struktūra susideda iš jungties
1) vandenilis
2) didelė energija
3) peptidas
4) joninis

Pasirinkite tinkamiausią. Biblijos molekulėje yra amino rūgščių peptidinių ryšių formavimasis
1) papildomumo principas
2) aminorūgščių netirpumas vandenyje
3) aminorūgščių tirpumas vandenyje
4) karboksilo ir amino grupių buvimas


Toliau nurodyti požymiai, išskyrus du, apibūdina pavaizduotų organinių medžiagų struktūrą, funkcijas. Nurodykite dviem požymiais "išskridus" iš bendro sąrašo ir užrašykite numerius, pagal kuriuos jie yra išvardyti.
1) turi struktūrinius molekulių organizavimo lygius
2) yra ląstelių sienų dalis
3) yra biopolimeras
4) tarnauja kaip vertimo matrica
5) susideda iš aminorūgščių

Visi ženklai, išskyrus du, gali būti vartojami fermentams apibūdinti. Nurodykite du iš "bendrojo sąrašo" pažymėtus ženklus ir užrašykite numerius, pagal kuriuos jie nurodyti.
1) yra ląstelių membranų ir ląstelių organoidų dalis
2) atlieka biologinių katalizatorių vaidmenį
3) turi aktyvų centrą
4) veikia metabolizmą, reguliuojant įvairius procesus
5) specifiniai baltymai


Pažiūrėkite į paveikslėlį su polipeptido įvaizdžiu ir nurodykite (A) jo organizacijos lygį, (B) molekulės formą ir (B) sąveikos tipą, palaikantį šią struktūrą. Kiekvienam laiškui iš pateikto sąrašo pasirinkite atitinkamą terminą arba atitinkamą koncepciją.
1) pirminė struktūra
2) antrinė struktūra
3) tretinė struktūra
4) nukleotidų sąveika
5) metalo jungtis
6) hidrofobinė sąveika
7) fibrillaras
8) žiedas

Ląstelės, baltymai ir genai

Ląstelės, baltymai ir genai

Gyvenimas yra būdas egzistuoti baltymų kūnus.

Mūsų kūnas yra ląstelių imperija, kiekviena iš kurių yra miniatiūrinė baltymų gamyba. Daugelis iš šių esminių makromolekulių gali būti izoliuoti iš organizmo balkšvos spalvos miltelių pavidalu, kurie yra kaupiami dėl cheminių reakcijų, esančių vamzdžio apačioje. Taigi vardas. Atminkite - verdančiame vandenyje, dalis vištienos kiaušinių turinio tampa balta.

Baltymų molekulės yra panašios į ilgas granulių grandines, kuriose atskirų vienetų vaidmenį atlieka 20 skirtingų aminorūgščių, kurios bet kokia tvarka gali būti sujungtos viena su kita. Jei mes palyginsime amino rūgštis su raidėmis abėcėlės, tada baltymai bus panašūs į žodžius, pagamintus iš jų, tik labai ilgai. Įsivaizduokite, kaip sukurti atskirą baltymą yra labai paprasta. Įsivaizduokite, kad ant stalo turite 20 stiklinių indelių, kurių kiekviena pilna įvairių spalvų karoliukų. Karoliukai yra amino rūgštys. Jūs pradėsite gaminti tokių karoliukų grandinę, nuosekliai paimdami juos iš atsitiktinai iš kanalų ir stygdami juos sriegiu. Todėl jūs gaunate daugiaspalvę grandinę. Tai yra baltymų molekulės modelis. Skirtingų baltymų variantų, sudarytų tik iš penkių aminorūgščių, skaičius jau viršija 3 milijonus. Vidutinio baltymo sudėtis yra 100-200 aminorūgščių. Akivaizdu, kad tokio ilgio grandinių įvairovė bus matuojama absoliučiai astronominiais skaičiais.

Baltymai yra viena iš pagrindinių "statybinių medžiagų", sudarančių ląsteles ir daugelį mūsų kūno dalių. Pavyzdžiui, daugiausia raumenų pluoštai, sausgyslės, raiščiai, plaukai ir nagai yra pagaminti iš baltymų. Kai kurie baltymai yra panašūs į sunkvežimius - jie transportuoja įvairias kūno medžiagas. Geras pavyzdys yra raudonųjų kraujo kūnelių hemoglobino baltymas. Jis gali pridėti dvi deguonies molekules tik per dvi šimtus sekundžių, o po to per kraujagysles jį perkelti bet kuriai kūno daliai. Specialūs baltymai suvokia šviesą ir spalvą, kiti prisideda prie nervinių signalų perėjimo, o dar kiti - imunoglobulinai - kova su užsienio mikroorganizmais. Daugelis baltymų yra fermentai. Be jų nebūtų įmanoma suvirškinti maisto ir iš tiesų bet kokio cheminių junginių transformavimo į metabolizmo procesą. Iš esmės bet kokia cheminė reakcija mūsų organizme, dėl kurios viena medžiaga virsta kita, yra atliekama naudojant savo baltymo fermentą. Be преувеличения, mes galime pasakyti, kad naudojant baltymų, ląstelė sukuria visas kitas savo molekules.

Iš to išplaukia, kad jei mes prašome sau sukurti gyvą ląstelę, pirmiausia mums reikia informacijos apie visus jo baltymus. Yra daugybė, bet ne begalinis skaičius. Pvz., Skirtingų baltymų variantai koliforminių bakterijų skaičiui yra du tūkstančiai. Manoma, kad sudėtingiau organizuotų būtybių ląstelėse, įskaitant žmones, yra apie tris tūkstančius skirtingų baltymų variantų. Kaip jau žinote, informacija apie baltymų struktūrą yra iš esmės sumažinta aminorūgščių, kurių sudėtyje yra, seka. Tokia informacija yra svarbiausia ir vertinga kiekvienam organizmui. Jie turi būti saugomi ir perduodami iš kartos į kartą.

Informacija apie kūno baltymų aminorūgščių sudėtį įregistruojama jo DNR molekulėse. Šis sutrumpinimas, kurį tikriausiai susiduriate, yra iš žodžių "dezoksiribonukleino rūgštis", kuris jų ilgio akcentuoja šio polimero makromolekulio struktūros sudėtingumą. Bet koks polimeras susideda iš monomerų - savitų karoliukų, kurie yra sujungti į sudėtingesnes struktūras. DNR monomerai vadinami nukleotidais. Jie gavo savo vardą iš lotyniškojo žodžio branduolio - branduolio, nes DNR molekulės daugiausia yra ląstelių branduoliai.

Mes neliesime visų DNR organizacijos detalių. Pakanka prisiminti, kad populiariame literatūroje ši "gyvenimo molekulė" dažnai yra lyginama su ilgu tekstu. Ši vaizdinė analogija tikrai tiesa. Reikia tik prisiminti, kad, skirtingai nuo įprastų tekstų, DNR iškvietimai nėra parašyti trisdešimt trejose, o tik keturiose "raidėse". Jų vaidmenį atlieka specialūs cheminiai junginiai: azoto bazės adeninas, timinas, guaninas ir citozinas. Jie dažnai vaizduojami diagramose keturių raidžių pavidalu: A, T, G, C. Šie "raidės" DNR grandinėje linijiškai eina vienas po kito, sudaro vieną ilgą "liniją". Kiekvienas trigubas azoto bazes koduoja viena aminorūgštis. DNR segmentas, dėl kurio įrašoma informacija apie vieną baltymą, vadinamas genu. Kitaip tariant, informacija apie kiekvieną jūsų baltymą saugoma jūsų DNR molekulės segmente.

DNR molekulė yra dviguba. Jį sudaro dvi grandinės, susuktos viena kitai. Bet kuris adeninas, esantis toje pačioje grandinėje, yra prijungtas prie priešingos citamino kitos kainos su dviem cheminėmis jungtimis, o guaninas su citozinu - trys. Figuratively įsivaizduokite DNR struktūrą. Pirkite ilgą užtrauktuką parduotuvėje ir pasukite spiraliu. Čia yra DNR modelis! Atskiri užtrauktukų dantys vaidins azoto bazes A, T, G ir C. Tuo pačiu metu įsivaizduokite, kad šie dantys yra keturi skirtingi tipai ir jie sujungiami poromis, o DNR analogija bus dar labiau užbaigta!

Kiekvienoje jūsų kūno ląstelėje yra nedidelis burbulas - branduolys. Joje yra ilgos DNR molekulės, kuriose įrašyta informacija apie visus jūsų kūno baltymus. Kiekvieną kartą, kai ląstelė turi sintetinti naują bet kurio jos baltymo kopiją, ji išgauna informaciją apie jo struktūrą iš branduolio. Taigi korinio branduolys primena kompiuterio standųjį diską, kurio atmintyje saugoma įvairios informacijos, duomenų ir dokumentų. Visa genetinė ląstelės ar organizmo informacija vadinama genotipu. Fenotipą sudaro išorinė šios informacijos baltymų, audinių, organų, taip pat tokių rodiklių kaip, pavyzdžiui, dydis, spalva ir forma, išraiška (graikų faino - aš parodyti).

Fenotype - tai kūno savybių rinkinys, kurį galima užregistruoti, pasverti ir išmatuoti. Galite atsinešti šią analogiją. Kompiuterio standžiojo disko informacija yra panaši į genotipą. Pačios informacijos negalima matyti. Tačiau šios informacijos apraiškos monitoriaus ekrane yra gana akivaizdžios.

Taip pat nebūtų įdomu palyginti DNR grandinių, saugomų ląstelių branduoliuose, su nuostabia adata, kuri ilsėdavo kiaušinėlį, kuris buvo kiauše esančiame ančiuke... Ar prisimenate Koshio pasaką? Būtina patekti į adatą ir ją sulaužyti, nes baigiasi nemirtingojo vyro gyvenimas. Apskritai, ta pati situacija su DNR. Daugelis jos žalos, vadinamos mutacijomis, kartais gali sukelti katastrofiškų pasekmių!

Teisinga kiekvienos iš keturių A, T, G ir C ženklų padėtis DNR ir jų tikslus ryšys su ženklais, esančiais priešingoje grandinėje, yra labai svarbios, norint teisingai valdyti langelį. Netgi vienintelė DNR teksto klaida gali sukelti rimtų pasekmių. Kadangi, kaip jau minėta, kas trys simboliai koduoja vieną aminorūgštį, dėl to, kad pasikeitė net vienas ženklas DNR, ląstelė pradės gaminti baltymą, kuriame vieną amino rūgštį galima pakeisti kita. Jei ši amino rūgštis vaidina pagrindinį vaidmenį šiame baltymui, jos darbas bus labai sutrikęs. Kitaip tariant, "rašybos" DNR gali atlikti lemiamą vaidmenį, kaip ir svarbių dokumentų tekstuose. Teisėjas perskaitys "beat" vietoj "gerti", o nuteistasis nebus pakankamai geras!

Nepamirškite, kad tokie defektai yra ypač tam tikrų vėžio priežastis. Dėl mutacijų, kurias gali sukelti padidėjusios radiacijos dozės, ultravioletinių spindulių perteklius ar specialių kancerogeninių medžiagų veikimas, ląstelės DNR atsiranda viena ar kita žala. Jei šios vietos (genai) koduoja baltymus, svarbius ląstelių gyvenimui, tokios žalos pasekmės gali būti dramatiškos. Geriausiu atveju ląstelė negalės atlikti reikalingo darbo, o blogiausiu atveju jis taip pat netoleruoks daugintis, kuris inicijuos naviko formavimąsi.

Tačiau mes kalbėsime apie vėžio ląstelių mechanizmus ir skirtingus DNR pažeidimų tipus. Dabar reikia tik prisiminti paprastas mokyklos tiesos:

1. Informacija apie visų žmogaus kūno baltymų struktūrą užregistruojama jo DNR molekulėse.

2. DNR sekcija su informacija apie vieną konkretų baltymą vadinama genu.

Paprasti ir sudėtingi baltymai

Paprasti baltymai vadinami, kurie, hidrolizuojant, suskaidomi tik į aminorūgštis. Pavadinimas yra gana savavališkas, nes dauguma vadinamųjų paprastų baltymų ląstelėse yra susiję su kitomis ne baltymų struktūros molekulėmis.

Nepaisant to, tradiciškai išskiriamos tokios paprastų baltymų grupės:

1. Histone - mažos molekulinės masės pagrindiniai baltymai, dalyvauja DNR ląstelių pakavime, yra labai konservatyvūs baltymai, jų mutacijos yra mirtinos. Penki frakcijas, Histonas: H1 frakcija - turtingos lizino ir N2b frakcija H2A - saikingai, turintys daug lizino, H3 ir H4 frakcija - daug arginino. Histonų aminorūgščių seka evoliucijos procese mažai pasikeitė, žinduolių, augalų ir mielių histonai labai panašūs vienas į kitą. Pavyzdžiui, žmogaus ir kviečių H4 skiriasi tik keliomis amino rūgštimis, be baltymų molekulės dydžio ir jo poliškumas yra gana pastovus. Iš to galime daryti išvadą, kad histonai buvo optimizuoti įprastų gyvūnų, augalų ir grybų pirmtako eroje (daugiau nei 700 milijonų metų). Nuo to laiko histone genuose įvyko daugybė taškų mutacijų, todėl visi jie, matyt, sukėlė mutantinių organizmų išnykimą.

2. protamino - grupė paprasčiausi mažos molekulinės baltymai turi stiprią pagrindines savybes dėl to, kad iš 60-85% arginino turinį, lengvai tirpus vandenyje ir yra analogų Histonas, bet daugiau tankiai supakuoti spermos DNR stuburinių, tam, kad būtų išvengta pertrūkimus bent ląstelių dalijimosi.

3. Prolaminai yra javų baltymai, kurių sudėtyje yra 20-25% glutamo rūgšties ir 10-15% prolino, tirpsta 60-80% alkoholio, o kiti baltymai nusodina šias sąlygas. Prolaminiuose beveik nėra lizino, kuris žymiai sumažina augalinių baltymų maistinę vertę.

4. Glutinai taip pat yra augalinės kilmės baltymai, sudaro didžiąją grūdų glitimas.

5. Albuminai - kraujo baltymai, sudaryti daugiau nei pusę kraujo baltymų, priklauso kūgiškiems baltymams, yra tirpi vandenyje ir silpni druskos tirpalai, nusodinami prisotintame tirpale (NH4)2Taip4, Izoelektrinis taškas - 4,7, turi didelį neigiamą krūvį kraujo pH. Žmogaus kraujo albuminas susideda iš vienos polipeptidinės grandinės, apimančios 584 aminorūgšties liekanas, turinčias didelį kiekį aspartato ir glutamo rūgščių. Molekulė turi tris pasikartojančius homologinius domenus, kurių kiekvienoje yra šeši disulfido tiltai. Galima daryti prielaidą, kad evoliucijos metu dvigubai dubliuojamas genas, nustatantis šį baltymą. Albuminas pagrindinis sukelia osmosinį slėgį kraujo (vadinamas oncotic) ir yra galintis prisirišti lipofilinės medžiagos, pagal kurią jis gali būti gabenami riebalų rūgščių, bilirubino, narkotikų, tam tikrų steroidinių hormonų, vitaminų, kalcio ir magnio jonų. Albuminai egzistuoja augalų ląstelėse, kur jiems būdingas didelis kiekis metionino ir triptofano.

6. Globulinai - kūno dalelės plazmos baltymai, ištirpinkite tik silpnu NaCl tirpalu nesočioje tirpale (NH4)2Taip4 nusodinamos, todėl jas galima atskirti nuo albumino. Albino ir globulinų santykis yra svarbi kraujo biocheminė savybė, kuri palaikoma pastoviu lygiu. Globulinai elektroforezės metu suskirstomi į kelias frakcijas:

α1 - antitripsinas, antichimotripsinas, protrombinas, kortikosteroidai, transkortinas, progesterono transporteris, tiroksiną pernešantis globulinas;

α2 - antitrombinas, cholinesterazė, plazminogenas, makroglobulinas, rišančios proteinoszės ir transportuojantys cinko jonus, retinolio pernešantį baltymą, vitamino D pernešantį baltymą;

β - sudėtyje yra transferino, geležies nešiojimo, ceruloplazmino, vario, fibrinogeno, lytinį hormoną pernešančio globulino, transkobalamino, vitamino B nešimo12, C reaguojantis baltymas, kuris aktyvuoja komplemento sistemą;

Taip pat yra augalų globulinų, jiems būdingas didelis arginino, asparagino ir glutamino kiekis ir jie susideda iš dviejų frakcijų.

7. Scleroproteins - baltymai, kurie netirpsta arba iš dalies tirpsta vandenyje, vandeninių tirpalų neutralių druskų, etanolio ir etanolio mišinių su vandeniu. Tai yra fibrillariniai baltymai (keratinai, kolagenas, fibroinas ir tt), jie yra labai atsparūs cheminiams reagentams, veikia proteolitinius fermentus ir atlieka struktūrinę funkciją organizme.

8. Toksiniai baltymai - gyvatės nuodų toksinai, skorpionai, bitės. Jie būdingi labai mažos molekulinės masės.

Kompleksiniai baltymai yra baltymai, kurie hidrolizės metu skaidosi į aminorūgštis ir ne baltymų medžiagą. Jei nebalinta medžiaga yra stipriai susieta su baltymų komponentu, tai vadinama protezine grupe.

Sudėtingi baltymai yra suskirstyti į tipus, priklausančius nuo nebalinto komponento.

Chromoproteinai - sudėtyje yra spalvotos medžiagos kaip protezavimo grupės.

Padalinta į tris grupes:

a) hemoproteinai (geležies porfyrinai) - hemoglobinas, mioglobinas, citochromai, katalazė, peroksidazė,

c) flavoproteinai - FAD ir FMN, kurie yra oksidoreduktazų dalis.

Metaloproteinai - kartu su baltymu yra ir vieno ar daugiau metalų jonai. Tai baltymai, kurių sudėtyje yra nehemine geležies, taip pat baltymai, suderinti su metalo atomais sudėtinguose fermentų baltymuose:

a) feritinas - labai molekulinis, vandenyje tirpus kompleksinis baltymas, kuriame yra apie 20% geležies, koncentruotas blužnyje, kepenyse, kaulų čiulpuose, atlieka geležies depo vaidmenį organizme. Feritino geležis yra oksiduota (FeO · OH)8· (FeO · PO3H2), o geležies atomai koordinuotai jungiasi prie peptidų grupių azoto atomų;

b) transferinas - dalis β-globulino frakcijos, kurioje yra 0,13% geležies, yra geležies nešiklis organizme. Geležies atomas su baltymu derinamas su tirozino hidroksilo grupėmis.

Fosfatoproteinai - baltymai, kurių sudėtyje yra fosforo rūgšties, pridedami esterio ryšiu su hidroksilo radikalais serinu ir treoninu. Fosforo rūgšties kiekis fosforo proteiniuose siekia 1%. Atlikite mitybos funkciją laikydami fosforą, kad sukurtumėte kaulų ir nervų audinį.

Fosfoproteinų atstovai yra:

a) vitelin - kiaušinių trynys baltas;

b) žuvų ikrų ichtulinas - fosfoproteinas.

c) kazeinogenas, pieno fosfoproteinas, yra Ca 2+ tirpios druskos pavidalu, kai pieno koaguliacija išsiskiria, o kazeinas nusodinamas;

Lipoproteinai - baltymai, kurių sudėtyje yra neutralių riebalų, laisvųjų riebalų rūgščių, fosfolipidų, cholesteridų kaip protezų grupės. Lipoproteinai yra citoplazminės membranos ir branduolio intraląstelinių membranų, mitochondrijų, endoplazminio retikulio dalies dalis, taip pat yra laisvoje būsenoje (daugiausia kraujo plazmoje). Lipoproteinai stabilizuojasi įvairios paskirties ne kovalentinėmis obligacijomis.

Plazmos lipoproteinai turi būdingą struktūrą: viduje yra riebalų lašas (šerdis), kuriame yra nepoliniai lipidai (triacilgliceridai, esterizuotas cholesterolis); riebalų lašas yra apsuptas apvalkalu, kurį sudaro fosfolipidai ir laisvas cholesterolis, kurių poliarinės grupės yra pasukamos į vandenį ir hidrofobiniai yra panardinami į šerdį; Baltymų dalis yra baltymų, vadinamų apoproteinais. Apoproteinai turi lemiamą vaidmenį lipoproteinų veikimui: jie yra pripažįstamos membranos membraniniams receptoriams ir pagrindiniams partneriams fermentams ir baltymams, kurie dalyvauja lipidų metabolizme ir metabolizme.

Plazmos lipoproteinai yra suskirstyti į kelias grupes:

- chilomikronai (CM) transportuoja lipidus iš žarnų ląstelių į kepenis ir audinius;

- pre-β-lipoproteinai (labai mažo tankio lipoproteinų - VLDL), transportuojami lipidai, sintetinami kepenyse;

- β-lipoproteinų (mažo tankio lipoproteinų - MTL), transportavimo cholesterolio į audinį;

- α-lipoproteinai (didelio tankio lipoproteinai - DTL), transportuojamas cholesterolis iš audinių į kepenis, pašalinamas iš ląstelių cholesterolio perteklius, paaukojami apoproteinai kitiems lipoproteinams.

Kuo didesnis lipidinis šerdis, tai yra didesnė nepolinių lipidų dalis, tuo mažesnis lipoproteinų komplekso tankis. Dėl savo didelio dydžio chilomikronai negali prasiskverbti į kraujagyslių sienas, o DTL, MTL ir iš dalies VLDL gali. Tačiau DLL, dėl savo mažo dydžio, yra lengviau pašalinamas iš sienos per limfinę sistemą, be to, jie turi didesnį baltymų ir fosfolipidų procentą ir yra metabolizuojami greičiau nei tie, kurie turi daug cholesterolio ir triacilgliceridų MTL ir VLDL.

Glikoproteinai - yra angliavandenių ir jų darinių, stipriai susieti su molekulės baltymo dalimi. Angliavandenių sudedamosios dalys, be informatyvios (imunologinės) funkcijos, žymiai padidina molekulių stabilumą iki įvairių cheminių, fizinių efektų ir apsaugo juos nuo proteazių veikimo.

Glikozilinti baltymai dažniausiai yra išorinė citoplazminės membranos pusė ir išsiskiria iš ląstelių baltymų. Ryšys tarp angliavandenių komponento ir baltymų dalies skirtinguose glikoproteiniuose vyksta per komunikaciją per vieną iš trijų amino rūgščių: asparagino, serino ar treonino.

Glikoproteinai apima visus plazmos baltynus, išskyrus albuminą, citoplazminės membranos glikoproteinus, kai kuriuos fermentus, kai kuriuos hormonus, gleivinių glikoproteinus, Antarkties žuvų kraujo antifrizus.

Glikoproteinų pavyzdys yra imunoglobulinai - Y formos glikoproteinų šeima, kurioje abu smailiai gali susieti antigeną. Kūno imunoglobulinai yra limfocitų paviršiuje esančių membraninių baltymų forma ir kraujo plazmoje (antikūniai). IgG molekulė yra didelė tetra mėja iš dviejų vienodų sunkiųjų grandinių (H grandinių) ir dviejų identiškų lengvųjų grandžių (L-grandinių). Abiejuose H grandiniuose yra kovalentiškai surištas oligosacharidas. IgG sunkiasvoriai grandineliai susideda iš keturių apskritimo sričių V, C1, Su2, Su3, lengvos grandinės - iš dviejų sluoksnių sričių V ir C. Rašmuo C reiškia pastovius regionus, V - kintamasis. Tiek sunkiosios grandinės, tiek lengvoji grandinė su lengva grandine yra susietos su disulfido tilteliais. Viduje esantys domenai taip pat stabilizuojasi disulfido tilteliais.

Domenai turi apie 110 aminorūgščių liekanų ilgio ir turi abipusę homologiją. Tokia struktūra, žinoma, atsirado dėl geno dubliavimo. Imunoglobulino molekulės centriniame regione yra atverčiamasis regionas, kuris suteikia antikūnams intramolekulinį judumą. Imunoglobulinai yra suskaidomi fermentu "papainas" į dvi Fab ir vienas fc-fragmentas. Abi fab-fragmentai susideda iš vienos L-grandinės ir N-galinės H grandinės dalies ir išlaiko gebėjimą susieti antigeną. Fc-fragmentą sudaro C-galinė pusė abiejų H grandinių. Ši IgG dalis atlieka ląstelės paviršiaus susiejimo funkcijas, sąveikauja su komplemento sistema ir dalyvauja imunoglobulinų pernešime ląstelėmis.

Glikophorinas, esantis eritrocitų membranoje esantis glikoproteinas, turi apie 50% angliavandenių ilgosios polisacharidinės grandinės formos, kovalentiškai pritvirtintos prie vieno iš polipeptidų grandinės galų. Angliavandenių grandinė išsikiša iš išorės iš membranos, ji turi antigeninių veiksnių, lemiančių kraujo grupę, be to, joje yra tam tikrų sričių, kurios jungiasi su kai kuriais patogeniniais virusais. Polipeptidų grandinė yra panardinta membranos viduje, esančioje glikophorino molekulės viduryje, hidrofobinė peptidų sritis praeina per lipidinį dvigubą sluoksnį, poliarinis galas su neigiamai įkrautu glutamatu ir aspartatas lieka panardintas į citoplazmą.

Proteoglikanai - nuo glikoproteinų skiriasi angliavandenių ir baltymų dalelių santykis. Glikoproteiniuose kai kuriose vietose didelė baltymų molekulė yra glikozilinta angliavandenių likučiais, proteoglikanai susideda iš ilgos angliavandenių grandinės (95%), susijusios su nedideliu baltymų kiekiu (5%). Proteoglikanai yra pagrindinė jungiamojo audinio netikslioji matrica, jie taip pat vadinami glikozaminoglikanais, mukopolisacharidais. Angliavandenių dalis yra linijinių neišsiskiriančių polimerų, pagamintų iš kartojančių disacharidų vienetų, jų sudėtis privalo apimti gliukozamino arba galaktozamino monomero likučius ir D arba L-idurono rūgštį.

Proteoglikanų sudėtyje yra 0,04% silicio, ty 130-280 kartojančių gyvūnų proteoglikanų vienetų sudaro vienas šio elemento atomas, tarp daržovių karalystės atstovų pektinų silicio kiekis yra apie penkis kartus didesnis. Manoma, kad ortosilicio rūgštis Si (OH)4 reaguoja su angliavandenių hidroksilo grupėmis, todėl susidaro eterio ryšiai, kurie gali atlikti tiltų tarp grandinių vaidmenį:

Kai kurie proteoglikanų atstovai:

1. Hialurono rūgštis yra labai plačiai paplitęs proteoglikanas. Jis yra gyvūnų jungiamojo audinio, stiklakūnio akies kūno, sąnarių sinovijos skystyje. Be to, jis sintezuojamas įvairių bakterijų. Pagrindinės hialurono rūgšties funkcijos yra vandens įterpimas į tarpstelinę erdvę, ląstelių sulaikymas želei panašioje matricoje, tepimo savybės ir sugebėjimas sušvelninti sukrėtimus, dalyvavimas reguliuojant audinių pralaidumą. Baltymų dalis yra 1-2%.

Disacharido vienetą sudaro gliukurono rūgšties liekanos ir N-acetilglukozamino liekanos, susietos su β (1 → 3) glikozidine jungtimi, o disacharido vienetai yra sujungiami β (1 → 4) glikozidine jungtimi. Dėl β (1 → 3) jungčių buvimo haliurono rūgšties molekulė, kurioje yra keli tūkstančiai monosacharidų liekanų, patvirtina spiralės konformaciją. Per spiralės posūkį yra trys disacharidiniai blokai. Hidrofilinės gliukurono rūgšties liekanų karboksilo grupės, lokalizuotos spiralės išorėje, gali rišti Ca 2+ jonus. Dėl stipraus šių grupių hidratacijos hialurono rūgštis ir kiti proteoglikanai, kai susidaro geliai, 10 000 kartų susilygina su vandens kiekiu.

gliukurono rūgšties likutis + N-acetilglukozamino likutis

2. Chondroitino sulfatai - skiriasi nuo hialurono rūgšties, nes vietoj N-acetilglukozamino jis turi N-acetilgalaktozamino-4 (arba 6) sulfatą. Chondroitin-4-sulfatas daugiausia yra kremzlės, kaulų, ragenos ir embriono kremzlės. Chondroitin-6-sulfatas - odoje, sausgyslėse, raišteliuose, virkštelėje, širdies vožtuvuose.

3. Heparinas yra žinduolių kraujo ir limfos antikoaguliantas, kurį sintezuoja stiebo ląstelės, kurios yra jungiamojo audinio elementas. Jis jungiamas su proteoglikanais chemine struktūra - disacharidą sudaro gliukuronato-2-sulfato likutis ir N-acetil gliukozamino-6-sulfato likutis. Yra keletas heparino tipų, kurių struktūra yra šiek tiek kitokia. Heparinas labai stipriai susijungia su baltymu. Hepagino ir chondroitino sulfatų angliavandenių grandinė prie baltymo pridedama per O-glikozidinę jungtį, jungiančią galutinę angliavandenių liekaną ir baltymų molekulės serino likučius.

4. Mureinas - pagrindinis struktūrinis bakterijų ląstelių polisacharidas. Mureinas yra dviejų skirtingų monosacharidų liekanų, sujungtų β (1 → 4) padėtyje: N-acetilglukozaminas ir N-acetilmuraminė rūgštis, būdinga mureinui, pakaitinis. Pastarasis yra paprastas pieno rūgšties esteris su N-acetilglukozaminu. Ląstelių sienelėje pieno rūgšties karboksilo grupė yra sujungta amido ryšiu su penta-peptidu, kuris sujungia atskiras mureino grandines į trimačio tinklo struktūrą.

Nukleoproteinai yra sudėtingi baltymai, kuriuose nukleino rūgštys veikia kaip ne baltymų dalys.

Nepaisant to, kad ląstelėse egzistuojančių baltymų įvairovė, prigimtis iš tikrųjų nepadarė visų galimų aminorūgščių derinių. Dauguma baltymų yra iš nedidelio protėvių genų skaičiaus.

Gaminimi homologiniai baltymai, kurie atlieka tas pačias funkcijas skirtingose ​​rūšyse, pvz., Visų stuburinių gyvūnų hemoglobinas transportuoja deguonį, citochromas c visose ląstelėse dalyvauja biologinio oksidacijos procesuose.

Daugumos rūšių homologiniai baltymai:

a) turi tokią pačią arba labai arti molekulinę masę;

b) daugelyje pozicijų yra tos pačios amino rūgštys, vadinamos инвариантными likučiais;

c) kai kuriose pozicijose labai skiriasi aminorūgščių seka, vadinamieji kintamieji regionai;

d) yra homologinių sekų - panašių požymių rinkinys palygintinų baltymų aminorūgščių seka; be to pačių amino rūgščių, šiose sekose yra aminorūgščių radikalų, nors jų fizikinės ir cheminės savybės skiriasi.

Homologinių baltymų amino rūgščių sekos palyginimas atskleidė:

1) konservatyvios, invariantinės aminorūgšties liekanos yra svarbios norint sukurti unikalią šių baltymų erdvinę struktūrą ir biologinę funkciją;

2) homologinių baltymų buvimas rodo bendrą rūšies evoliucinę kilmę;

3) kintamųjų aminorūgščių liekanų skaičius homologiniuose baltymuose yra proporcingas palyginamų rūšių filogenetiniams skirtumams;

4) kai kuriais atvejais net nedideli amino rūgščių sekos pokyčiai gali sukelti baltymų savybių ir funkcijų sutrikimus;

5) tačiau ne visi amino rūgščių sekos pokyčiai sukelia baltymų biologinių funkcijų sutrikimus;

6) didžiausi baltymų struktūros ir funkcijos sutrikimai atsiranda, pakeičiant amino rūgštis, įeinančias į baltymų lankstymo šerdį, kuri yra aktyvaus centro dalis, polipeptidų grandinės susikirtimo metu formuojant tretinę struktūrą.

Baltymai, turintys homologinius polipeptidų grandinės regionus, panašios konformacijos ir susijusios funkcijos išskiriamos į baltymų grupes. Pavyzdžiui, serino proteinazės yra baltymų, veikiančių kaip proteolitiniai fermentai, šeima. Kai kurios aminorūgšties pakaitalai pakeitė šių baltymų substrato specifiškumą ir funkcinės įvairovės atsiradimą šeimoje.

Baltymų molekulės struktūros organizavimo lygiai. Baltymų funkcijos.

Tema: "BALTYMĖS MOLEKULĖS STRUKTŪROS ORGANIZAVIMO LYGIAI. PROTEINŲ FUNKCIJOS »

1. Aminorūgščių, sudarančių baltymą, struktūra. Aminorūgščių klasifikavimas pagal jų radikalų savybes.

2. Pagrindinė baltymų struktūra. Peptidų ryšys, jo formavimo ypatumai, rašymo taisyklės ir peptidų nomenklatūra. Peptidų tirpumas vandenyje ir organiniuose tirpikliuose.

3. Baltymų molekulių struktūros organizavimo lygių koncepcija, cheminių junginių, stabilizuojančių kiekvieną lygį, tipai. Fibrilinių ir žiedinių baltymų pavyzdžiai.

4. Fizikinės ir cheminės baltymų savybės (molekulinė masė, izoelektrinis taškas, tirpumas vandenyje). Baltymų denatūracija: veiksniai, sukeliantys denatūraciją; denaturacijos proceso medicinoje panaudojimo pavyzdžiai.

5. Baltymų funkcijos (pavyzdžiai). Baltymų sąveika su ligandais kaip baltymų veikimo pagrindu.

6. Paprastų ir sudėtingų baltymų samprata. Paprasti baltymai: protaminai, histonai, albuminas, globulinai, kolagenas, elastinas, keratinas (aminorūgščių kompozicijos savybės, molekulinė masė, konformacija, tirpumas vandenyje).

7. Baltymų atskyrimo metodų samprata: chromatografijos metodai (gelio filtravimas, jonų mainai, hidrofobinė, afinine chromatografija); elektroforeziniai metodai; ultracentrifugavimas, sūdymas, dializė. Baltymų atskyrimo medicinoje ir farmacijoje metodų panaudojimo pavyzdžiai.

Baltymų struktūros organizavimo lygiai. Tipai nuorodų, kurie sudaro kiekvieną struktūrą. Kiekvieno lygio struktūrinės organizacijos galimybės.

Įprasta išskirti keturis baltymų molekulės struktūros organizavimo lygius: pirminę, antrinę, tretinę ir ketvirtinę. Apsvarstykite kiekvieno iš šių lygių ypatybes.

2.1.1. Pagrindinė baltymo struktūra yra aminorūgščių pakaitos seka polipeptidų grandinėje. Šią struktūrą sudaro peptidinės jungtys tarp aminorūgščių α-amino ir α-karboksilo grupių (žr. 1.4.2). Turėkite omenyje, kad net maži pirminio baltymo struktūros pokyčiai gali žymiai pakeisti jo savybes. Ligonių, pasireiškiančių pagrindinės baltymo struktūros pokyčiais, pavyzdys yra hemoglobinopatija (hemoglobinozė).

Hemoglobinas A (Hb A) yra sveikų suaugusių eritrocitų. Kai kuriems žmonėms jų kraujyje yra nenormalus (modifikuotas) hemoglobinas - hemoglobinas (Hb S). Vienintelis skirtumas tarp pirminės Hb S ir Hb A struktūros yra hidrofilinės glutamo rūgšties liekanos pakeitimas hidrofobinėmis valino liekanomis jų β-grandinių pabaigoje:

Kaip žinote, pagrindinė hemoglobino funkcija yra deguonies transportavimas į audinius. Esant sumažintam O 2 daliniam slėgiui, sumažėja hemoglobino S tirpumas vandenyje ir jo gebėjimas susieti ir perduoti deguonį. Eritrocitai paūmuoja pjautuvą ir greitai sunaikina, todėl išsivysto anemija (pjautuvo ląstelių anemija).

Nustatyta, kad baltymo polipeptidų grandinės amino rūgščių liekanų seka apima informaciją, reikalingą baltymo erdvinei struktūrai formuoti. Nustatyta, kad kiekviena polipeptido seka atitinka tik vieną stabilų erdvinės struktūros variantą. Polipeptidų grandinės lankstymo procesas į įprastą trimačią struktūrą vadinamas lankstymu.

Dar visai neseniai buvo manoma, kad baltymų erdvinės struktūros susidarymas vyksta spontaniškai, be jokių komponentų dalyvavimo. Vis dėlto palyginti neseniai buvo nustatyta, kad tai pasakytina tik apie santykinai mažus baltymus (apie 100 aminorūgščių liekanų). Didžiųjų baltymų lankstymo procese dalyvauja specialūs baltymai - chaperonai, kurie leidžia greitai formuoti tinkamą baltymo erdvinę struktūrą.

2.1.2. Antrinė baltymo struktūra yra polipeptidų grandinės suliejimo būdas į spiralinę ar kitą konformaciją. Tuo pačiu metu vandenilio jungtys suformuojamos tarp grandinės arba gretimų polipeptidų grandinių peptidų pagrindo CO ir NH grupių. Yra keletas tipinių antrinių peptidų grandžių struktūros, tarp kurių pagrindinės yra α-spiralės ir β-sulankstytas sluoksnis.

α-helix - standi konstrukcija, yra lazdelės forma. Šio strypo vidinė dalis sukuria tvirtai susuktą peptidinį magistralę, o aminorūgščių radikalai yra nukreipti į išorę. Tokiu atveju kiekvienos amino rūgšties likučių CO grupė sąveikauja su ketvirtosios likučio NH grupe. Per vieną spiralės posūkį yra 3,6 aminorūgščių likučių, o spiralės žingsnis yra 0,54 nm (2.1 pav.).

2.1 pav. α-spiralė.

Kai kurios amino rūgštys neleidžia grandinei įsisavinti į α-spiralę, o jų vieta yra sugadinta spiralės tęstinumas. Šios amino rūgštys apima proliną (kurio azoto atomas yra standaus žiedo struktūros dalis, o sukimosi aplink N-Cα ryšį tampa neįmanomas), taip pat amino rūgštys su įkraunamais radikalais, kurie elektrostatiškai ar mechaniškai užkerta kelią α-spirile formavimui. Jei per vieną ritę (apie 4 aminorūgšties likučius) yra du tokie radikalai (ar daugiau), jie sąveikauja ir deformuoja spiralę.

Β-sulankstytas sluoksnis skiriasi nuo α-spiralės, nes jis turi plokščią, o ne lazdelei būdingą formą. Jis susidaro vandenilinių jungčių pagalba vienoje ar keliose polipeptidų grandinėse. Peptidų grandinės gali būti viena kryptimi (lygiagreti) arba priešinga kryptimi (anti-lygiagreti), panašios į akordeono kailius. Šoniniai radikalai yra aukščiau ir žemiau sluoksnio plokštumos.

2.2 pav. β sluoksnis.

Atkreipkite dėmesį, kad antrinės baltymo struktūros tipas nustatomas pagal jo pirminę struktūrą. Pavyzdžiui, prolino likučio vieta (pirolidino žiedo atomai prolinoje yra toje pačioje plokštumoje), peptidinė grandinė daro lenkimą, o vandenilio ryšiai tarp aminorūgščių nesudaro. Todėl baltymai, kurių sudėtyje yra daug prolinų (pavyzdžiui, kolageno), nesugeba suformuoti a-helix. Elektrinio krūvio metu esančių amino rūgščių radikalai taip pat trukdo spiralizacijai.

2.1.3. Trečioji baltymo struktūra yra visų baltymo molekulių atomų pasiskirstymas erdvėje, kitaip tariant, spiralės polipeptidų grandinės erdvinė pakuotė. Pagrindinis vaidmuo formuojant tretinę baltymo struktūrą yra vandenilio, jonų, hidrofobinių ir disulfidinių jungčių, susidariusių dėl amino rūgščių radikalų sąveikos.

  • Vandenilio jungtys suformuojamos tarp dviejų poliarinių neiškraunamų radikalų arba tarp neiškraunamų ir įkrautų radikalų, pavyzdžiui, serino ir glutamino radikalai:

  • Jonų ryšiai gali atsirasti tarp priešingų įkrautų radikalų, tokių kaip glutamatas ir argininas:

  • Hiprofobinė sąveika būdinga неполярных radikalų, pavyzdžiui, valinas ir лейцин:

  • Disulfido jungtys suformuojamos tarp dviejų cisteino radikalų SH grupių, esančių skirtingose ​​polipeptidų grandinės dalyse:
    .

    Molekulės forma ir baltymų tretinio struktūros formavimosi ypatumai skirstomi į kubinį ir fibrilinį.

    Globuliariniai baltymai - turi sferinę arba elipsinę molekulės formą (globulą). Globuliukų formavimo procese hidrofobiniai aminorūgščių radikalai yra panardinami į vidinius regionus, hidrofiliniai radikalai yra ant molekulės paviršiaus. Ryšium su vandenine faze, poliniai radikalai sudaro daugybę vandenilinių jungčių. Dėl baterijos ir hidratuoto lukšto baltymai laikomi ištirpusioje būsenoje. Kūne, kūginiai baltymai atlieka dinamines funkcijas (transportavimo, fermentų, reguliavimo, apsaugos). Gumbuliniai baltymai apima:

    • Albumenas - plazmos baltymai; yra daug glutamato ir aspartato likučių; nusodinama 100% tirpalo sočiuoju tirpalu su amonio sulfatu.
    • Globulinai - plazmos baltymai; palyginus su albuminu, jie turi didesnę molekulinę masę ir mažiau glutamato ir aspartato likučių, nuosėdos, 50% tirpalo prisotinimas su amonio sulfatu.
    • Histones yra ląstelės branduolio dalis, kur jie sudaro kompleksą su DNR. Jose yra daug arginino ir lizino likučių.

    Pluoštiniai baltymai - turi gijinę formą (fibrilius), sudaro pluoštus ir pluoštų ryšius. Tarp gretimų polipeptidų grandinių yra daugybė kovalentinių jungčių. Netirpus vandenyje. Perėjimą į tirpalą neleidžia nepoliniai aminorūgščių radikalai ir kryžminis ryšys tarp peptidų grandinių. Kūne jie daugiausia atlieka struktūrinę funkciją, užtikrina audinių mechaninį stiprumą. Fibrillariniai baltymai apima:

    • Kolagenas yra jungiamojo audinio baltymas. Aminorūgštys savo sudėtyje vyrauja glicinas, prolinas, hidroksiprolinas.
    • Elastinas yra labiau elastingas nei kolagenas, yra arterijų sienelių dalis, plaučių audinys, jo sudėtyje vyrauja aminorūgštys, glicinas, alaninas ir valinas.
    • Keratinas yra epidermio ir odos darinių baltymas, jo struktūroje vyrauja amino rūgšties cisteinas.

    2.1.4. Baltymų ketvirtinė struktūra yra sąveikaus subvienetų, susidedančių iš atskirų polipeptidų baltymų grandinės, erdvė. Ketvirčio struktūra yra aukščiausias baltymų molekulės organizavimo lygis, be to, daugiau nei pusė žinomų baltymų jos neturi. Baltymai su ketvirtins struktūromis taip pat vadinami oligomeriniais baltymais, o polipeptidų grandinės, įeinančios į jų kompoziciją, vadinamos subvienetais arba protomerais. Kai kuriuose baltymuose tokie subvienetai yra vienodi arba turi panašią struktūrą, o kiti baltymai susideda iš subvienetų su skirtingų tipų grandinėmis.

    Kiekvienas protomeras sintezuojamas kaip atskira polipeptidų grandinė, kuri suskaidoma į globulą ir vėliau sujungiama su savimi. Kiekvienoje subvienetoje yra regionai, galintys sąveikauti su atitinkamais kitų subvienetų regionais. Ši sąveika vykdoma per vandenilio, jonines ir hidrofobines jungtis tarp skirtingų grandžių sudarančių aminorūgščių radikalų.

    Oligomeriniai baltymai gali egzistuoti kaip keletas stabilių konformacijų ir turėti alosterines savybes, ty, jie gali keisti iš vienos konformacijos į kitą, keisdami jų funkcinį aktyvumą. Oligomerinių baltymų pavyzdžiai yra eritrocitų hemoglobino baltymas, fermento fosfofruktokinazė ir daugelis kitų.

    Struktūrinė oligomerinių baltymų organizacija ir veikimas bus išsamiau aptarta kitoje temoje, naudojant hemoglobino pavyzdį (2.3 pav.).

    2.3 pav. Hemoglobino erdvinė struktūra. Jos molekulės struktūra susideda iš keturių identiškų subvienetų porų, pažymėtų raidėmis a ir b. Nebalinta hemoglobino dalis - hema - parodyta mėlynai.

    Taip pat žinomi baltymai, kurių modelis susideda iš dviejų ar daugiau polipeptidų grandinių, sujungtų disulfido jungtimis (insulinu, trombinu). Tokie baltymai negali būti oligomeriniai. Tokie baltymai susidaro iš vienos polipeptidų grandinės dalinės proteolizės - vietinio peptidinių jungčių skilimo. Alizorinės savybės, būdingos oligomeriniams baltymams, neturi tokių baltymų.

  • Skaityti Daugiau Apie Produktų Naudą

    Kokia yra kiaulininkystės ir kviečių šaknų sistemų struktūra?

    Kiaulpienė yra įprasta visur, o vaikai jį išplėšia, o suaugusieji lovose sudygsta kaip piktžolės, todėl galime prisiminti, kad kiaulpienė turi vieną atskirą šaknį su nedideliu skaičiumi labai mažų.

    Skaityti Daugiau

    Maisto produktai yra daug kalio ir magnio

    Kalis maisto produktuose yra daugelio organizmo procesų varomoji jėga. Ši medžiaga, gaunama iš natūralių šaltinių, reguliuoja širdies veiklą ir kraujagyslių būklę, veikia raumenis ir nervų sistemą.

    Skaityti Daugiau

    Lęšiai Naudingos savybės ir receptai kepimui

    Lęšiai - vienas iš seniausių ankštinių daržovių, pripažinta žmonijos aušra. Įvairiose valstybėse ir skirtingais laikais tai buvo pagrindinis maitinimas neturtingiesiems (dėl jo paplitimo ir nepretenzybiško auginimo) ir mėgstamų turtingų piliečių patiekalų.

    Skaityti Daugiau