БЕЛКИ -3
СЛОЖНЫЕ БЕЛКИ • • • Липопротеины Гликопротеины Фосфопротеины Металлопротеины Нуклеопротеины Хромопротеины
НУКЛЕОПРОТЕИНЫ • Именно с белками и нуклеиновыми кислотами связано многообразие форм жизни • С ними связаны митоз, эмбриональный рост, злокачественный рост, функции ферментов и другие • Широкий диапазон соотношений нуклеинового компонента и белка (от 2% до 65% нуклеиновой кислоты) • Белковый компонент: гистоны(много лизина, аргинина, глицина), негистоновые белки • Всегда положительный заряд • Конкретные представители: хромосома, рибосома, ферменты (ЛДГ, дегидрогеназы), вирусы
Азотистые основания
Нуклеозиды и нуклеотиды
Динуклеотиды и полинуклеотиды
Спаривание комплементарных оснований
Строение ДНК – двойная спираль
Молекулярная модель ДНК
Молекулярная модель фенилаланиновой т-РНК
Типы РНК
Структура фенилаланиновой т-РНК
Упаковка ДНК в хромосомах
Формирование хроматина
Сравнение первичных структур гистона Н 4
Структура рибосом
Вирусы как нуклеопротеины
ЛИПОПРОТЕИНЫ • Состав: белок и простетическая группа (жир, жирные кислоты, фосфолипиды, холестериды) • Распространение: растения, ткани человека, кровь, молоко, белок яиц, структура митохондрий, микросом, ядер, сетчатка • Структура: гидрофобное липидное ядро и оболочка из белков • Место синтеза: печень и слизистая кишечника • Основные группы: хиломикроны, липопротеины крови (ЛПОНП, ЛПВП). Чем больше белка, тем выше плотность фракции) • Часто включают и углевод (глюкозу, галактозу, гексозамин, фукозу) • Участвуют в развитии склероза и др. патологии
СОСТАВ ЛИПОПРОИНОВЫХ КОМПЛЕКСОВ • Это шаровидные агрегаты, состоящие из ядра (неполярные липиды, ацилхолестерин) и оболочки толщиной 2 нм. Наружняя сторона оболочки полярна и потому липопротеин растворим. • Комплексы делятся на 5 групп: - хиломикроны – самые легкие и крупныеобеспечивают транспорт пищевых липидов от кишечника к тканям. Разрушаются липазой мышц и жировой ткани.
• Липопротеиды очень низкой плотности, липопротеиды промежуточной плотности и липопротеиды низкой плотности транспортируют жиры, холестерин и фосфолипиды от печени к тканям • Различие плотности в этих группах объясняется разным соотношением белка и липидов: чем выше содержание белка, тем выше плотность этой группы. • Липопротеиды высокой плотности возвращают избыточный холестерин, образующийся в тканях, обратно в печень. В процессе транспорта холестерин ацилируется жирными кислотами
ГЛИКОПРОТЕИНЫ • Имеют отношение к развитию рака, артритов, астмы, иммунодефицита … • Сложно и неоднотипно построены. Часто включают еще и аминосахара, и серную кислоту • Разновидности: иммуноглобулины, гормоны, мембранные белки, интерфероны, белки крови, молока, рецепторные, некоторые ферменты, муцин слюны, овомукоид, гликопротеины хрящей и костной ткани • Углеводные компоненты (галактоза, фукоза, манноза, ксилоза) • Синтезируются на рибосомах, гликозилируются, затем в аппарат Гольджи и транспорт к месту назначения
ГЛИКОПРОТЕИНЫ И ПРОТЕОГЛИКАНЫ • Белка от 5% до 95% • Иммуноглобулины, интерфероны, гормоны, ферменты, структурные белки • Кроме того: формируют тургор тканей, межклеточные фильтры (препятствуют распространению микробов), рессорная функция (в хрящах), прозрачность роговицы, стекловидного тела, антикоагуляция (гепарин), рецепторы и другие функции
Доменная структура иммуноглобулина G (Ig. G)
КЛАССЫ ИММУНОГЛОБУЛИНОВ • Иммуноглобулины всех 5 классов являются секретируемыми белками. Антитела имеют различные функции. • Иммуноглобулины М образуются первыми при контакте с чужеродным антигеном. Эти антитела особенно активны против микроорганизмов. • Иммуноглобулинов G (джи) в количественном отношении больше всех. Они могут переходить в плаценту, т. Е. от матери к плоду.
• Иммуноглобулины А обнаруживаются преимущественно в кишечном тракте и секретах • Иммуноглобулины Е присутствуют в плазме здорового человека лишь в незначительных концентрациях и возрастают при аллергических реакциях и паразитарных инфекциях • Иммуноглобулинов D очень мало, функция их не выяснена
Классы иммуноглобулинов
О БЕЛКАХ ПЛАЗМЫ КРОВИ • Кроме альбумина почти все белки плазмы крови являются гликопротеинами. Они включают олигосахариды • Концентрация белков плазмы в норме поддерживается на постоянном уровне • При заболеваниях органов меняется концентрация этих белков. Например, повреждение тканей цитокинами увеличивает образование белков острой фазы, в частности С-реактивного белка, гаптоглобина, фибриногена
МЕТАЛЛОПРОТЕИНЫ • Белки с негемовым железом (ферритин, трансферритин, гемосидерин). Содержание железа соответственно 20%, 43% и 30%. • Трансферрин одновременно и металло- и гликопротеин сыворотки крови. • Гемосидерин – металло-, нуклео- и гликопротеин. • Металлоферменты (цитохромоксидаза – медь, аргиназа, декарбоксилазы – марганец, пептидазы, фосфатазы – магний, кальций, пероксидаза - железо
МЕТАЛЛОПРОТЕИНЫ • Ферритин – в селезенке, печени, мозге. Масса 400 тыс. , содержит 20% железа, белковая часть – апаферритин, водорастворим, депо железа • Трасферрин – белок крови, глобулин, гликопроотеин, 0, 13% железа, водорастворим • Гемосидерин – в печени, селезенке, масса 400 тыс. , содержит 37% железа, нерастворим. Накапливается в тканях (гемахроматоз) – причина цирроза, диабета, сердечной недостаточности. Лечат кровопусканием, связыванием железа (фарм. )
• Металлоферменты – там металл не временный, не адсорбированный, не отщепляется при выделении. Без металла – нет каталитической функции • Марганец – в аргиназе, декарбоксилазах, фосфотрансферразах • Магний, кальций, цинк – пептидазы, фосфотазы • Калий, натрий, магний – Атфаза, фосфокиназа (транспорт фосфатных групп) • Кобальт - трансферразы
ХРОМОПРОТЕИНЫ окрашенные белки • Гемопротеины (гем, железо) – гемоглобин, каталаза, пероксидаза, миоглобин • Магнийпорфирины – хлорофилл, растения берут лишь 1% энергии падающего света • Флавопротеины, входят в состав оксиредуктаз, участвуют в биоэнергетике, входят в состав ФАД, ФМН
Особенности оксигенации гемоглобина (аллостерия)
ВЫВОДЫ • Сложные, особенно олигомерные белки обладают новыми по сравнению с мономерными белками свойствами. • Присоединение регуляторных молекул в удаленных участках (аллостерических) может вызвать конформационные изменения во всем белке • Эти воздействия приспосабливают конформацию и функцию белков к изменениям окружающей среды
Заболевания, связанные с недостатком незаменимых аминокислот • Гистидин – анемия, дерматиты, снижение умственных способностей • Изолейцин- поражение почек, анемия, нарушение функции щитовидной железы • Лейцин – сходные патологии • Лизин – анемия, миодистрофия, остеопороз • Аргинин – снижение сперматогенеза
• Метионин – ожирение, некрозы, облысение, атеросклероз, анемия (то же для цистеина) • Фенилаланин и тирозин – нарушение функции щитовидной железы и надпочечников • Триптофан – катаракта, помутнение роговицы, облысение, анемия, атрофия семенников • Валин – нарушение координации движения
