Пептиды. Белки

Содержание

Слайд 2

Цели лекции: Обучающая - Сформировать знания о строении пептидов и белков

Цели лекции:

Обучающая - Сформировать знания о строении пептидов и белков и

их биологической роли.
Развивающая – Расширить кругозор обучающихся на основе интеграции знаний; развивать логическое мышление.
Воспитательная – Содействовать формированию у обучающихся устойчивого интереса к изучению дисциплины «Органическая химия»
Слайд 3

План 1. Классификация пептидов и белков. Основные функции белков. 2. Пространственное

План

1. Классификация пептидов и белков. Основные функции белков.
2. Пространственное строение пептидов

и белков.
3. Физико-химические свойства белков и пептидов.
4. Пептидный синтез.
5. Методы выделения и очистки белка.
Слайд 4

1. Классификация пептидов и белков

1. Классификация пептидов и белков

Слайд 5

Белки и пептиды- полимерные азотсодержащие органические вещества состоящие из остатков аминокислот,


Белки и пептиды- полимерные азотсодержащие органические вещества состоящие из

остатков аминокислот, соединенные пептидными связями, имеющие сложную структурную организацию.
Пептиды содержат в молекуле ДО 100 (М < 10 000), а белки >100 аминокислотных остатков(М > 10 000).
В отличие от белков, пептиды имеют более разнородный аминокислотный состав, в т.ч. могут включать аминокислотные остатки D­-ряда. В структурном отношении они также разнообразны: содержат циклические фрагменты, разветвленные цепи и т.д.

Классификация пептидов и белков.

Слайд 6

Классификация белков I. В зависимости от формы молекул белки подразделяются на

Классификация белков

I. В зависимости от формы молекул белки подразделяются на фибриллярные

и глобулярные.
Молекулы фибриллярных белков вытянуты в длину, нитеобразны, группируются одна подле другой. Образуют за счёт многочисленных межмолекулярных водородных связей суперспирали. Межмолекулярные водородные связи не могут быть преодолены молекулами растворителя, поэтому фибриллярные белки нерастворимы в воде.

Классификация пептидов и белков.

Слайд 7

Классификация пептидов и белков. Глобулярные белки сложены в компактные глобулы. Водородные

Классификация пептидов и белков.

Глобулярные белки сложены в компактные глобулы. Водородные

связи являются в основном внутримолекулярными, межмолекулярные силы относительно слабы и разрушаются молекулами растворителя. Вследствие этого глобулярные белки растворимы в воде с образованием коллоидных растворов.
Слайд 8

Классификация пептидов и белков Строение белков определяет те функции, которые они

Классификация пептидов и белков

Строение белков определяет те функции, которые они

выполняют в живых организмах. Фибриллярные белки нерастворимы, склонны к образованию волокон и потому служат основным строительным материалом животных клеток. К числу фибриллярных белков относятся кератин (в коже, волосах, рогах, ногтях, перьях), коллаген (в сухожилиях), миозин (в мышцах).
Глобулярные белки выполняют функции, требующие подвижности и, следовательно, растворимости. Они участвуют в регуляции жизненных процессов: гемоглобин переносит кислород из лёгких в ткани, ферменты катализируют многочисленные химические реакции, протекающие в организме, антитела обеспечивают защиту от чужеродных организмов и т.д.
Слайд 9

II. II. По составу белки делят на простые (неконъюгированные) и сложные

II. II. По составу белки делят на простые (неконъюгированные) и сложные

(конъюгированные).
По ряду характерных свойств простые белки можно разделить на несколько подгрупп: альбумины, глобулины, гистоны, протамины, проламины, склеропротеины. Сложные белки состоят из белковой и небелковой (простетической) группы. К сложным белкам относятся фосфопротеины, нуклеопротеины, хромопротеины, гликопротеины, липопротеины.

Классификация пептидов и белков.

Слайд 10

Простые белки: 1) Альбумины – растворимы в воде, не растворимы в

Простые белки:


1) Альбумины – растворимы в воде, не

растворимы в конц. растворах солей. pl= 4,6-4,7. Существуют альбумины молока, яиц, сыворотки крови.
2) Глобулины - не растворимы в воде, растворимы в солевых растворах. Примером служат имунноглобулины.
З) Гистоны - растворимы в воде, в слабоконцентрированных кислотах. Обладают выраженными основными свойствами. Это ядерные белки, они связаны с ДНК и РНК.

Классификация пептидов и белков.

Слайд 11

коллагены - фибрилярные белки соединительной ткани. При длительном кипячении они растворяются


коллагены - фибрилярные белки соединительной ткани. При длительном кипячении они

растворяются в воде и при застудневании образуется желатин.
эластины - белки связок и сухожилий. По свойствам похожи на коллагены, но подвергаются гидролизу под действием ферментов пищеварительного сока;
кератин - входит в состав волос, перьев, копыт;
фиброин - белок шелка, в своем составе содержит много серина;

Классификация пептидов и белков.

4) Склеропротеины - белки опорных тканей (хрящей, костей), шерсти, волос. Не растворимы в воде, слабых кислотах и щелочах. Повышено содержание глу, ала, про.

Слайд 12

Сложные белки : 1) Нуклеопротеины - содержат нуклеиновые кислоты. Наиболее изученными

Сложные белки :

1) Нуклеопротеины - содержат нуклеиновые кислоты. Наиболее изученными

являются рибосомы, состоящие из нескольких молекул РНК и рибосомных белков, и хроматин - основной нуклеопротеид эукариотических клеток, состоящий из ДНК и структурообразующих белков - гистонов (содержатся в клеточном ядре и митохондриях).

Классификация пептидов и белков.

Слайд 13

Гемопротеины - небелковый компонент этих протеидов - гем, построен из четырех


Гемопротеины - небелковый компонент этих протеидов - гем, построен из

четырех пиррольных колец, с ними связан ион двухвалентного железа (через атомы азота). К таким белкам относятся: гемоглобин, миоглобин, цитохромы. Этот класс белков еще называют хромопротеиды, поскольку гем является окрашенным соединением.
Гемоглобин - транспорт кислорода.
Миоглобин - запасание кислорода в мышцах. Цитохромы (ферменты) - катализ окислительно-восстановительных реакций и электронный транспорт в дыхательной цепи.

Классификация пептидов и белков.

Слайд 14

3) Металлопротеины - в состав простетической группы входят металлы. Хлорофилл -

3) Металлопротеины - в состав простетической группы входят металлы.
Хлорофилл - содержит

гем, но вместо железа - магний. Цитохром а ­содержит медь, сукцинатдегидрогеназа и др. ферменты содержат негеминовое железо (ферродоксин).
4) Липопротеины - содержат липиды, входят в состав клеточных мембран
5) Фосфопротеины - содержат остаток фосфорной кислоты
6) Глюкопротеины - содержат сахара

Классификация пептидов и белков.

Слайд 15

Классификация пептидов и белков.

Классификация пептидов и белков.

Слайд 16

Функции белков Ферментативная функция Структурная функция. Питательная функция. Защитная функция. Транспортная

Функции белков
Ферментативная функция
Структурная функция.
Питательная функция.
Защитная

функция.
Транспортная функция.
Регуляторная функция.
Запасающая функция.
Двигательная функция.
Слайд 17

2. Пространственное строение пептидов и белков

2. Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 18

Среди большого числа гипотез о строении молекулы белка лишь одна выдержала

Среди большого числа гипотез о строении молекулы белка лишь одна выдержала

испытание временем: полипептидная теория строения белковой молекулы , предложенная Э.Фишером(1902). Эта теория лишь дополнилась данными, полученными на основе электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа.

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 19

Уровни структурной организации белка первичная структура – аминокислотная последовательность вторичная структура

Уровни структурной организации белка
первичная структура –
аминокислотная последовательность
вторичная структура – локальные

высокоупорядоченные конформации белковой цепи (α-спираль, β-структура)
третичная структура – форма белковой молекулы; трёхмерная структура белка.
четвертичная структура – агрегат из нескольких молекул белка

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 20

Пространственное строение пептидов и белков

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 21

Пространственное строение пептидов и белков Первичная структура пептидов и белков представляет

Пространственное строение пептидов и белков

Первичная структура пептидов и белков представляет собой

полипептидную цепь последовательно связанных аминокислотных остатков посредством пептидных связей.
Слайд 22

Пептидная связь дипептид Пространственное строение пептидов и белков

Пептидная связь

дипептид

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 23

Пространственное строение пептидов и белков

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 24

Пространственное строение пептидов и белков

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 25

Строение пептидной (амидной) группы Пространственное строение пептидов и белков В пептидной

Строение пептидной (амидной) группы

Пространственное строение пептидов и белков

В пептидной (амидной)

группе –CONH­ атом углерода находится в состоянии Sp2­гибридизации.
Неподеленная пара электронов атома азота вступает в сопряжение с π -электронами двойной связи С=О.
Слайд 26

С позиций электронного строения пептидная группа представляет собой трехцентровую, р,π -сопряженную

С позиций электронного строения пептидная группа представляет собой трехцентровую, р,π

-сопряженную систему, электронная плотность в которой смещена в сторону более электроотрицательного атома кислорода.
Атомы С, О и N, образующие сопряженную систему, находятся в одной плоскости.
В результате сопряжения происходит некоторое выравнивание длин связей (удлинение С=О и укорочение С-N)

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 27

Наличие плоской сопряженной системы в пептидной группе является причиной затруднения вращения

Наличие плоской сопряженной системы в пептидной группе является причиной затруднения

вращения вокруг связи C-N, а­ углеродные атомы аминокислотных остатков(α) располагаются в плоскости пептидной группы по разные стороны от связи C-N, т. е. в более выгодном транс -положении: боковые радикалы R аминокислотных остатков в этом случае будут наиболее удалены друг от друга в пространстве.

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 28

Слайд 29

Изоэлектрическая точка пептидов и белков Как и аминокислоты, пептиды и белки

Изоэлектрическая точка пептидов и белков
Как и аминокислоты, пептиды и

белки являются амфотерными соединениями, содержащими и кислотные группы (COOH) и оснóвные группы (NH2).
ИЭТ (pI) зависит от их количества: если больше -COOH , чем -NH2, то ИЭТ меньше 5-6, если наоборот, то больше.
Пептид: Тре-Фен-Тир. Содержит одну COOH и одну NH2
ИЭТ будет равна 5-6 (pI≈7).
Пептид: Гли-Лиз-Тир. Содержит одну COOH и две NH2
ИЭТ будет равна 8-11 (pI>7).
Пептид: Глу-Ала-Цис. Содержит две COOH и одну NH2
ИЭТ будет равна 3 (pI<7).
Слайд 30

Аминокислотная последовательность белков Первые исследования по выяснению аминокислотной последовательной белков были

Аминокислотная последовательность белков
Первые исследования по выяснению аминокислотной последовательной белков

были выполнены в Кембрижском университете Ф.Сенгером, который был дважды удостоен Нобелевской премии. Ф.Сенгер в течение 10 лет изучал аминокислотную последовательность гормона инсулина. Он выявил, что инсулин состоит из 51 аминокислоты, которые образуют две полипептидные цепи.  

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 31

20 аминокислот могут дать примерно 100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 белков, состоящих из 150 остатков

20 аминокислот могут дать примерно 100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 белков, состоящих из 150

остатков аминокислот.
Это астрономическое число – число гугол умноженное на число гугол (число гугол – это 10100)
В настоящее время большая часть работ по определению аминокислотных последовательностей автоматизирована.
Прибор для автоматического определения первичной структуры - секвенатор

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 32

Секвенирование биополимеров (белков и нуклеиновых кислот — ДНК и РНК) —


Секвенирование биополимеров (белков и нуклеиновых кислот — ДНК и РНК) — определение их аминокислотной или нуклеотидной последовательности (от лат. sequentum — последовательность). В результате

секвенирования получают формальное описание первичной структуры линейной макромолекулы в виде последовательности мономеров в текстовом виде. Размеры секвенируемых участков ДНК обычно не превышают 100 пар нуклеотидов (next-generation sequencing) и 1000 пар нуклеотидов при секвенировании по Сенгеру. В результате секвенирования перекрывающихся участков ДНК, получают последовательности участков генов, целых генов, тотальной мРНК и даже полных геномов организмов.

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 33

Секвенирование ДНК Первичная структура любой белковой молекулы напрямую зависит от структуры


Секвенирование ДНК
Первичная структура любой белковой молекулы напрямую зависит

от структуры ДНК-генома. Поэтому сначала выделяют ген, в котором закодирована структура белка. Далее определяют последовательность азотистых оснований в ДНК. Каждая аминокислота в белковой молекуле закодирована сочетанием трех азотистых оснований - триплетом (кодоном) в молекуле ДНК. Это дает возможность получить информацию о первичной структуре белковой молекулы, а, значит, прогнозировать строение всей молекулы в целом, поскольку именно первичная структура определяет строение всех высших уровней организации - и вторичной, и третичной, а, иногда и четвертичной структур.

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 34

Анализ первичной структуры пептидов Метод Эдмана Используя фенилизотиоцианат (Ph-NCS) последовательно отщепляют

Анализ первичной структуры пептидов Метод Эдмана

Используя фенилизотиоцианат (Ph-NCS) последовательно отщепляют АК

с N-конца и определяют образующиеся фенилтиогидантоиновые производные.

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 35

Фенилтиогидантоиновое производное N-концевой АК Пептид укороченный на 1 АК Пространственное строение пептидов и белков

Фенилтиогидантоиновое производное
N-концевой АК

Пептид укороченный на 1 АК

Пространственное строение пептидов и

белков
Слайд 36

Вторичная структура белка возникает за счет водородных связей между пептидными связями,

Вторичная структура белка возникает за счет водородных связей между пептидными

связями, что приводит к упорядоченному расположению полипептидных цепей в виде а-­спирали или складчатой структуры.

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 37

α-спираль Представляет собой полипептидную цепь расположенную в виде правозакрученной спирали. Внешне

α-спираль

Представляет собой полипептидную цепь расположенную в виде правозакрученной спирали.

Внешне она похожа на слегка растянутую спираль электрической плитки. Высота одного витка 0,54 нм; в него входит 3,6 аминокислотных остатка ; ее диаметр 0,5 нм.
Основную роль в стабилизации такой конформации цепи играют водородные связи, которые образуются между карбонильным атомом кислорода и атом водорода NН-групп каждого пятого из аминокислотных остатков. Такая структура характерна для глобулярных белков: гемоглобина, инсулина и т.д.

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 38

Пространственное строение пептидов и белков

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 39

Водородные связи в α-спиралях -Вал-Фен-Тир-Ала-Лей- Первый Второй Третий Четвёртый Остатки АК:

Водородные связи в α-спиралях -Вал-Фен-Тир-Ала-Лей-

Первый Второй Третий Четвёртый

Остатки АК:

α-спираль – 413 спираль:

остаток АК образует водородную связь
с четвёртым по цепи остатком АК; в образующемся цикле 13 атомов.

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 40

α-спираль Правые α-спирали в полипептидной цепи стабилизируются водородными связями, где С=О

α-спираль

Правые α-спирали в полипептидной цепи стабилизируются водородными связями, где С=О

группы связаны с лежащими от них в направлении С-конца цепи H-N группами

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 41

β-слой Пространственное строение пептидов и белков

β-слой

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 42

Пространственное строение пептидов и белков

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 43

Структура β-складчатых слоев водородные связи Тре-Ала-Гли-Сер-Асп Вал-Фен-Тир-Ала-Лей Пространственное строение пептидов и белков

Структура β-складчатых слоев водородные связи

Тре-Ала-Гли-Сер-Асп
Вал-Фен-Тир-Ала-Лей

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 44

Третичная структура белка возникает в результате взаимодействия между радикалами аминокислотных остатков

Третичная структура белка возникает в результате взаимодействия между радикалами аминокислотных

остатков полипептидных цепей.
К таким взаимодействиям относятся водородные связи, Ван-дер-Ваальсовы силы, менее характерными являются дисульфидные связи и ионные связи.

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 45

Выделяют два общих типа третичной структуры: 1) В Фибриллярных белках (например,

Выделяют два общих типа третичной структуры:

1) В Фибриллярных белках (например,

коллаген, эластин) молекулы которых имеют вытянутую форму и обычно формируют волокнистые структуры тканей, третичная структура представлена либо тройной альфа-спиралью (например, в коллагене), либо бета-складчатыми структурами.
2) В глобулярных белках, молекулы которых
имеют форму шара или эллипса (латинское название: GLOBULA - шар), встречается сочетание всех трех типов структур: всегда есть нерегулярные участки, есть бета-складчатые структуры и альфа-спирали.

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 46

Укладка α-спиралей и β-структуры с образованием глобулы Пространственное строение пептидов и белков

Укладка α-спиралей и
β-структуры с образованием глобулы

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 47

Взаимодействия остатков АК в третичной структуре АК в белковой глобуле взаимодействуют

Взаимодействия остатков АК в третичной структуре

АК в белковой глобуле взаимодействуют за

счёт:
Ковалентных связей
(дисульфидные –S–S– связи в цистине)
Ионных связей
(Глу-COO- H3N+-Лиз)
Водородных связей
(Глу-COO-…HO-Тир)
Гидрофобных взаимодействий
(Вал, Лей, Иле, Фен)

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 48

Дисульфидные связи в цистине Пространственное строение пептидов и белков

Дисульфидные связи в цистине

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 49

Ионные связи Асп Лиз Пространственное строение пептидов и белков

Ионные связи

Асп

Лиз

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 50

Третичная структура ацилтрансфераза пиктатлиаза С Пространственное строение пептидов и белков

Третичная структура

ацилтрансфераза пиктатлиаза С

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 51

Третичная структура α и β цепи гемоглобина лошади Пространственное строение пептидов и белков

Третичная структура

α и β цепи гемоглобина лошади

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 52

Домены Домены – глобулярные области в пределах одной белковой молекулы Домены

Домены

Домены – глобулярные области в пределах одной белковой молекулы
Домены соединены

шарнирным участком

Доменная структура NAD+-зависимой дегидрогеназы

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 53

Четвертичная структура Четвертичная структура - способ укладки в пространстве отдельных полипептидных

Четвертичная структура

Четвертичная структура - способ укладки в пространстве отдельных

полипептидных цепей, обладающих одинаковой первичной, вторичной, третичной структурой и формирование единого макромолекулярного комплекса.  
Встречается не у всех белков, а только у тех, которые состоят из двух или более полипептидных цепей. Каждая такая цепь называется СУБЪЕДИНИЦЕЙ данной молекулы (или ПРОТОМЕРОМ). Поэтому белки, обладающие четвертичной структурой, называют ОЛИГОМЕРНЫМИ белками.
В состав белковой молекулы могут входить одинаковые или разные субъединицы. Например, молекула гемоглобина «А» состоит из двух субъединиц одного типа и двух субъединиц другого типа, то есть является тетрамером.
Фиксируются четвертичные структуры белков всеми типами слабых связей, а иногда еще и дисульфидными связями.

Пространственное строение пептидов и белков

Слайд 54

Пространственное строение пептидов и белков 2130 одинаковых молекул белка расположены вокруг РНК вируса

Пространственное строение пептидов и белков
2130 одинаковых молекул белка расположены вокруг РНК

вируса
Слайд 55

3. Физико-химические свойства пептидов и белков

3. Физико-химические свойства пептидов и белков

Слайд 56

Образуют коллоидные растворы. Большинство белков гидрофильны. Однако белковые молекулы имеют очень

Образуют коллоидные растворы.
Большинство белков гидрофильны. Однако белковые молекулы

имеют очень большие размеры, поэтому белки не могут образовывать истинных растворов, а только коллоидные. Внешнее проявление этого - это эффект Тиндаля (или конус Тиндаля). Эффект Тиндаля вызывается рассеянием тонкого пучка света при прохождении через белковый раствор.

Физико-химические свойства пептидов и белков

Слайд 57

Несмотря на большую величину, многие белковые молекулы не осаждаются в водных

Несмотря на большую величину, многие белковые молекулы не осаждаются в

водных растворах.
Осаждению белковых молекул препятствуют факторы стабилизации белкового раствора.

Физико-химические свойства пептидов и белков

Слайд 58

ФАКТОРЫ СТАБИЛИЗАЦИИ БЕЛКА В РАСТВОРЕ ГИДРАТНАЯ ОБОЛОЧКА - это слой молекул

ФАКТОРЫ СТАБИЛИЗАЦИИ БЕЛКА В РАСТВОРЕ

ГИДРАТНАЯ ОБОЛОЧКА - это слой

молекул воды, определенным образом ориентированных на поверхности белковой молекулы. Поверхность большинства белковых молекул заряжена отрицательно, и диполи молекул воды притягиваются к ней своими положительно заряженными полюсами.
ЗАРЯД БЕЛКОВОЙ МОЛЕКУЛЫ.
Поверхность большинства белковых молекул заряжена за счет свободных СОО- и NНз + групп. Изоэлектрическая точка (ИЭТ) большинства белков организма находится в слабокислой среде. Это означает, что у таких белков количество кислотных (-СООН) групп больше количества основных групп (-NH2). рН плазмы крови около 7,36 - это выше ИЭТ большинства белков, поэтому в плазме крови белки имеют отрицательный заряд.

Физико-химические свойства пептидов и белков

Слайд 59

Осаждение нативных белков 1. ВЫСАЛИВАНИЕ - это осаждение белков высокими концентрациями

Осаждение нативных белков

1. ВЫСАЛИВАНИЕ - это осаждение белков высокими

концентрациями нейтральных солей щелочных и щелочноземельных металлов.
Такие соли очень гидрофильны и обладают в высоких концентрациях водоотнимающими свойствами. Чаще это NaCI, Na2S04, (NH4)2S04, CaCI2. По мере их добавления к раствору белка они сначала растворяются в свободной воде, а затем, при дальнейшем повышении концентрации соли, конкурируют с белком за обладание водой, которая входит в состав гидратных оболочек.

Физико-химические свойства пептидов и белков

Слайд 60

Белки менее гидрофильные, которые плохо удерживают воду гидратной оболочки, теряют ее

Белки менее гидрофильные, которые плохо удерживают воду гидратной оболочки, теряют

ее раньше. Более гидрофильные белки требуют большей концентрации соли для высаливания. Поэтому с помощью высаливания можно разделить белки с разной степенью гидрофильности. Таким способом, например, можно разделить альбумины и глобулины плазмы крови.  

При высаливании сохраняется нативность белковых молекул. Если осадить белки с помощью высаливания, а затем уменьшить концентрацию солей, например, методом диализа, то белок опять растворится.

Физико-химические свойства пептидов и белков

Слайд 61

2. ПРИМЕНЕНИЕ ВОДООТНИМАЮЩИХ СРЕДСТВ. Такими средствами являются растворители, которые смешиваются с

2. ПРИМЕНЕНИЕ ВОДООТНИМАЮЩИХ СРЕДСТВ.
Такими средствами являются растворители, которые смешиваются

с водой в любых соотношениях. Чаще всего это ацетон, этиловый спирт.
Эти вещества отнимают гидратные оболочки белков, и белки выпадают в осадок, если они лишены заряда. Но, в отличие от высаливания, осадок сразу (немедленно!) должен быть отделен от растворителя. Если растворитель и белок будут длительно находиться в контакте, то могут произойти необратимые изменения структуры белковой молекулы (денатурация).

Физико-химические свойства пептидов и белков

Слайд 62

ДЕНАТУРАЦИЯ - это лишение белка eгo природных, нативных свойств, сопровождающееся разрушением

ДЕНАТУРАЦИЯ - это лишение белка eгo природных, нативных свойств, сопровождающееся

разрушением четвертичной (если она была), третичной, а иногда и вторичной структуры белковой молекулы, которое возникает при разрушении дисульфидных и слабых типов связей, участвующих в образовании этих структур.
Первичная структура при этом сохраняется, потому что она сформирована прочными ковалентными связями. Разрушение первичной структуры может произойти только в результате гидролиза белковой молекулы длительным кипячением в растворе кислоты или щелочи.

Физико-химические свойства пептидов и белков

Слайд 63

ФАКТОРЫ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ ДЕНАТУРАЦИЮ БЕЛКОВ Физико-химические свойства пептидов и белков

ФАКТОРЫ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ ДЕНАТУРАЦИЮ БЕЛКОВ

Физико-химические свойства пептидов и белков

Слайд 64

ДЕЙСТВИЕ СОЛЕЙ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ. Образуют соединения с SН-группами белков. Ядовиты для

   

ДЕЙСТВИЕ СОЛЕЙ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ. Образуют соединения с SН-группами белков. Ядовиты для

человека и животных. В медицинской практике применяются способы детоксикации при отравлениях тяжелыми металлами. В этих случаях для обезвреживания этих металлов дают внутрь молоко или другие белковые растворы.
КИПЯЧЕНИЕ (или просто нагревание до высоких температур) - ­усиливается тепловое движение молекул, ослабляются слабые типы связей, теряется нативность, белковая молекула "разворачивается", гидрофобные структуры выходят наружу. Это приводит к потере гидратной оболочки, молекулы сближаются и взаимодействуют друг с другом. Это приводит к тому, что белок выпадает в осадок. При охлаждении нативность не восстанавливается.

Физико-химические свойства пептидов и белков

Слайд 65

Обратимость денатурации В пробирке (in vitгo) чаще всего это - необратимый

Обратимость денатурации

В пробирке (in vitгo) чаще всего это -

необратимый процесс. Если же денатурированный белок поместить в условия, близкие к нативным, то он может ренатурировать, но очень медленно, и такое явление характерно не для всех белков.
In vivo, в организме, возможна быстрая ренатурация. Это связано с выработкой в живом организме специфических белков, которые «узнают» структуру денатурированного белка, присоединяются к нему с помощью слабых типов связи и создают оптимальные условия для ренатурации. Такие специфические белки известны как «белки теплового шока» или «белки стресса».

Физико-химические свойства пептидов и белков

Слайд 66

4. Пептидный синтез

4. Пептидный синтез

Слайд 67

Чтобы соединить две аминокислоты пептидной связью, например получить метионилглицин, необходимо: 1)

Чтобы соединить две аминокислоты пептидной связью, например получить метионилглицин, необходимо:

1) закрыть (защитить) аминогруппу метионина и карбоксильную группу глицина , чтобы не произошло нежелательных реакций по этим группам;
2) активизировать карбоксильную группу метионина;
3) образовать пептидную связь;
4) снять защитные группы. Защитные группы должны надежно закрывать аминную и карбоксильную группы в процессе синтеза и потом легко сниматься без разрушения пептидной связи.

Пептидный синтез

Слайд 68

Пептидный синтез

Пептидный синтез

Слайд 69

Пептидный синтез

Пептидный синтез

Слайд 70

Пептидный синтез

Пептидный синтез

Слайд 71

Пептидный синтез

Пептидный синтез

Слайд 72

Пептидный синтез

Пептидный синтез

Слайд 73

Очень перспективный метод синтеза пептидных связей предложил в 1960 г. Меррифильд

Очень перспективный метод синтеза пептидных связей предложил в 1960 г. Меррифильд

(США) ­метод твердофазного синтеза пептидов.
(1-я стадия). Первая аминокислота с защищенной аминогруппой присоединяется к твердому носителю ­ионообменной смоле, содержащей первоначально группы -СН2СI с образованием так называемой якорной связи.
(2-я стадия). Затем наращивают пептидную цепь, пропуская через смолу растворы соответствующих реагентов. Для этого сначала убирают группу, защищающую конечную NH2-rpyппy
(З-я стадия). Пропуская через смолу раствор другой аминокислоты с защищенной аминогруппой в присутствии водоотнимающих реагентов, образуют пептидную связь между первой и второй аминокислотой.
(4-я стадия). Если затем убрать защитную группу синтез пептида можно вести далее. После наращивания пептидной цепи до нужной величины гидролизуют «якорную» сложноэфирную связь и смывают полипептид со смолы.

Пептидный синтез

Слайд 74

Пептидный синтез

Пептидный синтез

Слайд 75

5. Методы выделения и очистки белка

5. Методы выделения и очистки белка

Слайд 76

Диализ Диализ используют для отделения низкомолекулярных примесей или замены состава среды.

Диализ

Диализ используют для отделения низкомолекулярных примесей или замены состава

среды.
Метод основан на том, что молекулы белка из-за своих размеров не могут проходить через полупроницаемые мембраны, в то время как низкомолекулярные вещества равномерно распределяются между объемом, ограниченным мембраной, и окружающим раствором. После многократной замены внешнего раствора, состав среды в диализном мешочке (концентрация солей, величина рН и др.) будет тот же, что и в окружающем растворе.

Методы выделения и очистки белка

Слайд 77

Гель-фильтрация Позволяет разделять белки по величине и форме молекул. Разделение проводят

Гель-фильтрация
Позволяет разделять белки по величине и форме молекул.
Разделение проводят

в хроматографических колонках, заполненных сферическими частицами набухшего геля из полимерных материалов. Частицы геля проницаемы благодаря внутренним каналам, которые характеризуются определенным средним диаметром. Смесь белков вносят в колонку с гелем и элюируют буферным раствором. Белковые молекулы, не способные проникать в гранулы геля, будут перемещаться с высокой скоростью. Средние и небольшие белки будут в той или иной степени удерживаться гранулами геля. На выходе колонки элюат собирают в виде отдельных фракций. Объем выхода того или иного белка зависит в основном от его молекулярной массы.
Слайд 78

Электрофорез в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия Является общепринятым методом

Электрофорез в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия

Является общепринятым методом

определения гомогенности белковых препаратов. Метод основан на свойстве заряженных частиц (молекул) перемещаться под действием электрического поля. Обычно скорость миграции зависит от трех параметров анализируемых белков: величины молекул, формы молекул и суммарного заряда. Поэтому предварительно белки денатурируют с тем, чтобы скорость миграции зависела только от молекулярной массы. Для этого анализируемую смесь обрабатывают ДСН , который представляет собой детергент с сильно выраженными амфифильными свойствами.
Слайд 79

Под действием ДСН олигомерные белки диссоциируют на субъединицы и денатурируют. Развернутые

Под действием ДСН олигомерные белки диссоциируют на субъединицы и денатурируют.

Развернутые полипептидные цепи связывают ДСН (примерно 0,4 г/г белка) и приобретают отрицательный заряд. Для полной денатурации в среду добавляют тиолы, которые расщепляют дисульфидные мостики.
Электрофорез проводят в тонком слое полиакриламида. После завершения электрофореза, зоны белков выявляют с помощью красителя.
В качестве примера на схеме 3 приведена электрофореграмма трех препаратов: клеточного экстракта, содержащего сотни белков (а); выделенного из экстракта гомогенного белка (б); контрольной смеси белков с известными молекулярными массами (в).
- Предыдущая
Игры нашего двора. Занятие 4
Следующая -
Рациональное питание. Гигиена питания

Похожие презентации

Номенклатура органических соединений
Группа галогенов в периодической системе
Неорганическая химия
Лекарственные препараты гетероциклического строения, производные фурана, пиррола, тиазола, бензтиазола, тиадиазола. (Тема 1)
Гидролиз
Углеводы. Классификация, общая характеристика
Атомно-кристаллическое строение материалов
Бионеорганическая химия. Жидкие среды организма. (Лекция 2)
Химия и стирка
Термодинамика. Химическая термодинамика
Цикл три і дикарбонових кислот (Цикл Кребса)
Physical chemistry of nanostructured systems.( lecture no. 7)
Золь-гель метод получения газочувствительных слоев диоксида олова
Effect receiving modes, and heat treatment on the structure and properties of the magnetic powder of strontium hexaferrite
Жири
Вычисление массовой доли растворенного вещества в растворе. Вычисление количества вещества, массы или объема вещества
Крекинг нефтепродуктов
Сера. Сера в природе. Применение серы. Сероводород и сульфиды
Геохимические классификации элементов
Неметаллы. Смотр знаний. Для учащихся 9 классов
Карбонильные соединения – альдегиды
ПРИРОДОВЕДЕНИЕ 5 КЛАСС
Карбонильные соединения
Функциональные производные карбоновых кислот
Критерии оценки качества природного газа
Строение атома алюминия. Физические и химические свойства алюминия
Дегтярева М.О. Московская область г. Королёв АОУ ЛНИП 242-645-771
d-элементы
Вы можете прислать нам Вашу презентацию и мы опубликуем ее на сайте.
Обратная связь
Для правообладателей
Email: Нажмите что бы посмотреть