Az aminosav tárolás értéke. A fehérjék és peptidek elsődleges szerkezetének és a fehérjék aminosav összetételének jelentőségének vizsgálata

A fehérjeszintézis elsődleges szerkezetként a riboszómákon megy végbe. nagyszámú aminosavval keverve, telített aminosavak karboxil- és α-aminocsoportjai által alkotott peptidkötésekkel - merev, entna, genetikailag meghatározott. a nitrogén pedig részleges alany jellegű:

A körbetekerés lehetetlen, és annyi atom fekszik ugyanazon a felületen. egysíkú A polipeptid gerince köré más szalagokat is lehet tekerni.

Az eredeti szerkezetet 1898-ban fedezte fel a kazanyi egyetem professzora, Danilevsky. 1913-ban Emily Fisher szintetizálta az első peptideket.

Ez az aminosav-szekvencia egyedülálló a bőrfehérje számára, és genetikailag rögzített. A riboszómán a primer fehérjeszerkezet szintézis folyamatának megzavarása miatt különféle genetikai betegségek alakulhatnak ki. Például, ha két aminosav károsodik a hemoglobinban, sarlósejtes vérszegénység alakul ki.

A fehérjék aminosav-összetételének javítására savas (HCl), hidrolitikus (OH)2) és esetenként enzimatikus hidrolízist kell alkalmazni. Megállapítást nyert, hogy a házban nem kevert tiszta fehérje hidrolízise során 20 különböző aminosav szabadul fel. Az összes többi aminosav (több mint 300) megtalálható az állatok szöveteiben, rövid peptidek és más szerves anyagokkal alkotott komplexek formájában.

Az α-aminosavak hasonló karbonsavak, amelyek egy szénhidrogénatomot tartalmaznak, egy α-szénnel, aminocsoporttal (-NH2) helyettesítve, például: tegyük hozzá, hogy minden aminosav, amely a természetes fehérjék tárolásában benne van - aminosavak, bár aminocsoportok a szabad aminokarbonsavakban, de sokkal alacsonyabbak is lehetnek a β, γ, δ, ε pozíciókban.

9. A fehérjék másodlagos szerkezete - α-hélixek és β-struktúrák. Mi a tartományok funkcionális szerepe?

A másodlagos szerkezet a polipeptid hurok kiterjedt kiterjedése α-hélix vagy β-redő formájában, függetlenül a biológiai gyökök típusától és konformációjuktól. Vízkötések stabilizálják, amelyek a peptid, amid (-N-H) és karbonid (-C=O) csoportok közé kapcsolódnak. beépül a peptid egységbe és a ciszteinfelesleg közötti diszulfid helyek közé

Poling és Corey a fehérje másodlagos szerkezetének modelljét javasolta egy balkezes α-hélix formájában, amelyben a vizes szalagok az első és a negyedik aminosav közé vannak zárva, ami lehetővé teszi a fehérje natív szerkezetének megőrzését. egyszerű funkciók létrehozása, véd a pusztulástól. A spirál egy menete 3,6 aminosav többletet tartalmaz, a spirál hossza 0,54 nm lesz. A vízi szalagok kialakításában az összes peptidcsoport részvétele részt vesz, ami biztosítja a maximális stabilitást, csökkenti a fehérje molekula hidrofilitását és nagyobb hidrofobicitását. Az alfa hélix spontán módon jön létre, és a legstabilabb konformációval rendelkezik, ami minimális szabad energiát jelez

Poling és Corey egy eltérő rendezett struktúrát hozott létre – β-labda hajtogatásokat. A kondenzált α-hélixszel ellentétben a β-golyók egyenletesen húzódnak ki, és párhuzamosan és antiparallelosan is tágulhatnak

Ezen szerkezetek stabilizálása magában foglalja a diszulfid helyek és a vízkötések részvételét is.

Szuperszekunder szerkezet – több magas rebarbara fehérjemolekula szerveződése, egymással kölcsönhatásba lépő másodlagos struktúrák együttesével való ábrázolás: α-hélix - két antiparallel szakasz, hidrofób komplementer felületekkel kölcsönhatásban (a recess-ék elv szerint) αсα, I α-hélixek, (βхβ) -elemek a globuláris fehérjékben, a β-lancunok, amelyeket x szegmens köt össze, βαβαβ-elemek, amelyeket két α-hélix szegmens képvisel, három párhuzamos β-lándzsa közé beillesztve.

A fehérjetárolóba kerülő aminosavak kinyerésére savas (HC1), hidrolitikus (OH) 2) és enzimes hidrolízist alkalmaznak. Tiszta fehérje hidrolízisekor, amely nem keveredik a házzal, 20 különböző aminosavat adnak hozzá.

Aminosavak, belépni a fehérjeraktárba, pl
a-aminosavak. Minden szag az L-sorozatban található, és az optikai csomagolás értéke és jele az aminosav gyökök természetétől és a pH-értéktől függ. A humán fehérjékben D-aminosavakat nem mutattak ki, de a baktériumok szöveti szakaszán és bizonyos antibiotikumok (aktinomicinek) raktározásában gyakoribbak.

Az aminosavakat az R gyök kémiai természete alapján egy típusra osztják, amely nem vesz részt a peptidkötés kialakításában.

Az aminosavak jelenlegi racionális osztályozása a gyökök polaritásán alapul:

Nem poláris (hidrofób)

Poláris (hidrofil)

Negatív töltésű

Egyes fehérjékben kiderült hasonló aminosavak. Az egészséges kollagénszövet fehérje oxiprolint és oxilizint tartalmaz. A dijódtirozin a pajzsmirigyhormonok szerkezetének alapja.

Az aminosavak kirajzolódnak rejtett erő - amfoteritás(a görög amfoterosz szóból – kétoldalas). A 4,0-9,0 pH tartományban minden aminosav bipoláris ionok (színek) formájában jelenik meg. Jelentőség Az aminosav izoelektromos pontja (IET, pI) kövesse a képletet:

.

Monoamino-dikarbonsavak esetén a pI-t az a- és w-karboncsoportok teljes pK-értékeként (1. táblázat), a diamino-monokarbonsavak esetében az a- és w-aminocsoportok összes pK-értékeként számítjuk ki.

Ismerje meg az esszenciális aminosavakat (az emberi szervezetben szintetizálható) és azokat az esszenciális aminosavakat, amelyek nem szintetizálódnak a szervezetben, és a környezetben el kell veszniük.

Esszenciális aminosavak: valin, leucin, izoleucin, lizin, metionin, treonin, triptofán, fenilalanin.

Pótló aminosavak: glicin, alanin, aszparagin, aszpartát, glutamin, glutamát, prolin, szerin.

Lelki csere(Más aminosavakból szintetizálható a szervezetben): arginin (citrulinnal), tirozin (fenilalaninnal), cisztein (kénnel), hisztidin (glutamin részvételével).

A biológiai tárgyakban lévő aminosavak magas koncentrációjának meghatározásához vikorikus reakciót kell végrehajtani ninhidrinnel.

1. táblázat: Aminosav disszociációs állandók

Aminosav	pK 1	pK 2	pK 3
Alanya	2,34	9,69
Arginin	2,18	9,09	13,2
Aszparagin	2,02	8,80
Aszparaginsav	1,88	3,65	9,60
Valii	2,32	9,62
hisztidin	1,78	5,97	8,97
glicin	2,34	9,60
Glutamin	2,17	9,13
Glutaminsav	2,19	4,25	9,67
Izoleucin	2,26	9,62
Leucin	2,36	9,60
Lizin	2,20	8,90	10,28
metionin	2,28	9,21
Prolin	1,99	10,60
Sorozat	2,21	9,15
Tirozin	2,20	9,11	10,07
Treonin	2,15	9,12
triptofán	2,38	9,39
Fenilalanin	1,83	9,13
cisztein	1,71	8,33	10,78

A hidrolízis folyamata előtt peptidkötések jönnek létre. Semleges pH-n a peptidkötések stabilak és ellenállnak a sav- vagy szénhidrogén-katalízisnek. A teljes hidrolízishez szükséges enzimatikus katalízis kevésbé fontos. A fehérjék új hidrolízise aminosavakon a raktárban elkerülhetetlenül együtt jár az aminosav-felesleg gyakori elvesztésével. Érezd a legjobb időt

Kicsi

hidrolízis 6 n. 110 °C-on vákuum-ampullához. Ezekben az elmékben a triptofán ciszteinné és gyakran cisztinné alakul. Fémek jelenlétében elkerülhető a metionin és a tirozin gyakori elvesztése. A glutamin és az aszparagin gyorsan glutamáttá és aszpartáttá oldódik. Ehelyett a szerint és a treonint is alábecsülték, és még inkább, minél hosszabb hidrolízist hajtanak végre. Azt találták, hogy a semleges maradékok keverékei 20 év elteltével kevesebb, mint 50%-ban hidrolizálnak. Rendeljen párhuzamos hidrolízis mintákat 24, 48, 72 és 96 évre. Ezután a kén- és treoninadatokat szublogaritmikus skálán ábrázoljuk, és nulla órára extrapoláljuk. A valinnal és izoleucinnal kapott eredményeket 96 év hidrolízis után kapjuk. A dikarbonsavakat és amidjaikat együttesen „Glx” vagy „Asx” néven jelöljük és regisztráljuk. A cisztein és a cisztin a hidrolízis előtt savstabil vegyületekké (például ciszteinsavvá) alakulnak át.

Kicsi

4.8. Valódi nagynyomású burkolt fáziskromatográfia: a humán magzati globin cianogén-bromid (CB) fragmenseinek eluáló profilja. A töredékek számozása a-i-u-lanczyug elegendő. (J. D. Pearson és munkatársai, Purdue Egyetem Biokémiai Tanszéke jóvoltából.)

A triptofán elemzéséhez használjon hidrolízist; Ennek eredményeként a szerin, a treonin, az arginin és a cisztein elpusztul, és az összes aminosav racemizálódik. A hidrolízis befejeztével az aminosavraktár azonosítható további automatikus ioncserélő kromatográfiával (oszt. 3.12. ábra) vagy nyomás alatti egyszeri kromatográfiával.

A fehérjék és peptidek elsődleges szerkezetének kialakulásában a következő szakaszok láthatók:

1. A látható fehérje tiszta formájában és molekulatömegének értéke

2. Aminosav raktározás értéke

3. Az N-terminális aminosav jelentősége

4. A C-terminális aminosav jelentősége

5. Aminosav szekvencia értéke Látható fehérje tiszta megjelenésben. Rendszerint, kimeneti anyag

1. keverj sokféle fehérjét. Ehhez kapcsolódik az a probléma, hogy a teljes fehérjét tiszta formában látjuk. A fehérjék tisztítása során módszereket használnak a különbség meghatározására:

2. A fehérjék felületes töltése

3. A fehérjék molekulamérete (melyik a molekulatömegükön belül van)

Biológiai aktivitás a szubsztrátokhoz vagy inhibitorokhoz való kötődés miatt Egy fehérje teljes felületi elektromos töltése adott pH mellett lehet negatív, semleges vagy pozitív. Különböző töltésű fehérjék esetében, hasonlóan az aminosavak elvesztéséhez, az ioncserélő kromatográfia (csodálatos dolog) módszere használható. A fehérje koncentrációját a kémcsövekben az eluátummal spektrofotométerrel határozzuk meg az ultraibolya fény intenzitása alapján, és grafikus mennyiségét a kromatográfiás oszlopból kiáramló folyadék térfogata alapján.

A fehérjék molekulatömeg szerinti szakasza. Ha fehérjemolekulákat észlel különböző méretű kis golyókban, amelyek mérete a molekulatömegükön belül van, akkor úgy tűnik, hogy a nagy golyók nagyobb molekulatömegű vagy molekulaméretűek lesznek. Ez azt jelenti, hogy a fehérjéket egy szitán - egy géllel létrehozott molekuláris szitán - részecskékre lehet szétválasztani. Ezt a módszert gyakran nevezik gélszűréssel vagy méretkizárásos kromatográfiával. Az alábbiakban szemléltetjük, hogyan lehet további gélszűréssel különböző méretű fehérjék keverékét szétválasztani (1.12. ábra).

Töltse fel a kromatográfiás oszlopot géllel. Térhálósított poliszacharid anyagból géldarabokat készítünk és összekeverjük nagy mennyiség mikropórusok A mikropórusok méretét úgy választják meg, hogy a legkisebb molekulák behatoljanak rajtuk, amelyek elkülönülnek, akkor, amikor nagy dolgokat nem lehetett létrehozni. Az elválasztott fehérjék keverékét az oszlop tetejére visszük, és pufferrel eluáljuk. A nagy molekulák, amelyeket az alacsony áramlású folyadék árama eláraszt, anélkül, hogy behatolnának a gélrészecskék pórusaiba, gyorsabban összeomlanak. A legkisebb molekulák behatolnak a pórusokba, és ott csapdába esnek. Ha a hulladékoszlopból a vizet egyenlő adagokban kémcsövekbe gyűjtjük, úgy tűnik, hogy az áramló víz nagyobb korai részeiben nagy méretű fehérjék, a későbbi részekben pedig kisebb méretűek lesznek. A méret kiválasztásával különféle fehérjékhez juthat.

1.12. A fehérje metszetek sematikus ábrázolása gélszűrési módszerrel

Ha tudjuk, hogy a molekula mérete benne van a molekulatömegben, akkor kiderül, hogy a gélszűrési módszerrel elválasztott fehérjék azonnal hozzáadhatók a molekulatömeghez.

1.13. ábra. A fehérjék molekulatömegének grafikonja, amikor azok kilépnek a kromatográfiás oszlopból a gélszűrés során

Az oszlopból kifolyó oldat arányos a fehérje molekulatömegének logaritmusával. Így elég általánosságban tudni, hogy melyik fehérjeoszlopban, mit kell gyűjteni, hogy egy hasonló grafikon segítségével megállapítható legyen a molekulatömege (1.13. ábra).

Egy másik módszer, amely lehetővé teszi a fehérjék elkülönítését a molekulatömegüktől gélelektroforézis(csodálatos).

Ultracentrifuga. Ha egy homokkal és vízzel megtöltött edényt leeresztünk, majd sima felületre helyezzük, a gravitációs erő hatására a homok gyorsan leülepedik az aljára. A nagy molekulatömegű anyagokat, amelyek eredményeként létrejön, a termikus (brown) áramlás megmenti, egyenletesen elosztva a fajok között. A makromolekulák repedésekhez hasonló ülepedése csak akkor következik be, ha jelentős gyorsulásnak vannak kitéve.