03 Строение белков МВ 2018

БЕЛКИ = ПРОТЕИНЫ
(от греч. protos – первый, главный)

Животная клетка содержит около 10 миллиардов молекул белков (1010)
примерно 10

Белки – нерегулярные полимеры,
мономерами которых являются аминокислоты

Мономеры –
20

Аминокислота

С

-атом углерода

α

Карбоксильная группа

Аминогруппа

R

H

Радикал

С

α

Карбоксильная группа

Аминогруппа

R

H

Радикал

Основа аминокислоты
одинакова у всех аминокислот

20 разных

─

Н+

разная у разных а.к.

+ H+

– H+

Кислотность среды выше и.точки

Кислотность среды ниже

Хиральная чистота живого

Если группы 1, 2, 3 и 4 - разные

Хиральные

D-изомер
(лат. dexter — правый)

L-изомер
(лат. laevus — левый)

D-аминокислоты могут входить в состав некоторых коротких пептидов (особенно у бактерий)
Эти

Клеточная стенка бактерий – муреин

Валиномицин

– антибиотик, производимый некоторыми бактериями

Tyr – D-Ala – Phe – Gly – Tyr – Pro

Незаменимые аминокислоты

Организм не может синтезировать сам → должны поступать с пищей.

Незаменимые для человека аминокислоты

Гидрофобные (неполярные)

Радикалы аминокислот

Гидрофильные

Определите полярность радикалов:

Неполярные гидрофобные – 8

Полярные незаряженные – 7

Глицин
Гли

Заряженные – 5

Дипептид

Трипептид

Олигопептид
~ 10

Полипептид

Первичная структура белка – это последовательность аминокислот в полипептидной цепочке,

Первичная структура мембранного белка эритроцитов гликофорина А

C-конец: Глн

Первичная структура своя

Белки с одной функцией у родственных видов имеют сходную I структуру
Количество

Эволюция цитохрома С (белок митохондрий, необходимый для синтеза АТФ) у позвоночных

Пример

Эволюция шаперонина-60 за ~1.5 млрд.лет

Растения и грибы

Животные

Простейшие

Бактерии

Найдите участки белка, эволюционирующие быстро

Сколько разных белков длиной в n мономеров можно построить из

В воде полипептидная цепочка сворачивается

Как из линейной цепочки полипептида получается глобула?

Сворачивание
в несколько этапов:
уровни

I

II

III

IV

Вторичная структура – это способы укладки, образуемые водородными связями между

В белках сочетаются разные типы вторичной структуры

Встречаемость в белках разных вторичных структур

28% – 35% 18% – 26%

α-спирали
~ 30 %

β-слои
~ 20 %

Участки без вторичной структуры
~ 50 %

Лайнус Полинг

Открытие
α-спирали
в 1951

Что определяет, как свернется данный участок –
в α-спираль, β-слой или вообще

Итак, у нас есть цепочка с элементами II структуры

Третичная структура

Третичная структура белка - пространственная конформация полипептида, обусловленная взаимодействиями

Третичную структуру формируют 4 типа связей между радикалами:

Ионные

–COO –

Образование S-S связей (ковалентных) между двумя остатками цистеина

Гидрофобное притяжение

Глобулярный белок

Фибриллярный белок

Глобула - шарик

Фибрилла - нить

коллаген

актин

миозин

тубулин (микро-трубочка)

кодазы

Белки на ДНК

рибосома

Четвертичная структура

Объединение двух и более (до 20) полипептидных цепочек в один

Те же связи формируют и IV структуру – но теперь они

Антитела иммунной системы – белки с IV структурой

Четвертичная структура

IV

Разные цепочки – разным цветом

Задача

В результате мутации в одном из белков бактерии, живущей в гидротермальном

Белковые домены

Образование третичной структуры из элементов вторичной

Мотив

Домен

Доменная структура Src белка

Домен – часть белка
выделенная структурно (сворачивается почти независимо)
выполняет одну

3 домена дифтерийного токсина. Каждый отвечает за свою функцию

f: присоединение к

Белки, родственные по структуре каждому из доменов дифтерийного токсина.

Транспортный белок для липидов из двух доменов. Замена всего одной аминокислоты

Базовых типов доменов мало – не более 1 000

Holm and Sander.

Белки разных биологических видов с одной функцией – похожи
по

Транспортный белок железа – ферритин человека (зеленый) и лошади (голубой)

Домашнее задание

Уметь нарисовать аминокислоту и пептидную связь.
Знать, что такое

Лишние слайды

Для биологических молекул важны не только химическая формула, но и форма

Узнавание

Эндорфин (медиатор нервной системы, полипептид)

Морфин

Откуда у человека рецепторы к веществу, которое