Белки n Белки биологические полимерные молекулы мономерами

Белки n Белки – биологические полимерные молекулы, мономерами которых являются аминокислоты, соединенные пептидными связями. n Индивидуальность белковых молекул определяется порядком чередования аминокислот и их количеством. n Белки имеют м. м. от 5 тыс. Д и более.

Функции белков. n n n n n Каталитическая – ферменты Пластическая – структурные белки Регуляторная – гормоны, ферменты Сократительная – белки мышц и цитоскелета Защитная – иммуноглобулины Энергетическая – отслужившие белки Рецепторная – некоторые белки мембран Транспортная – белки крови, белки мембран. Гистосовместимость – некоторые белки мембран. И др. В организме животных белков - 18 -21%, у растений – 0, 01 -15%

Содержание белков в тканях, % Животные n n n Организм – 18 -21 Мышцы – 19 -23 Печень – 18 -19 Почки – 16 -18 Головной мозг – 8 -10 Кости – 8 -9 Растения n n Зерна – 10 -16 Стебли – 1, 5 -3 Листья – 1, 2 -3

Элементарный состав белков, % n n n n Углерод – 49 -55 Кислород – 21 -23 Азот – 16, 5 Водород – 6 -8 Сера – 0, 2 -3 Фосфор – 1 -2 Микроэлементы (Cu, Mn, Zn, J, Fe и др. - 0, 00001 -0, 2)

Молекулярная масса некоторых белков. n n n n n Инсулин - 5 000 Рибонуклеаза -13 000 Миоглобин – 17 000 Яичный альбумин – 44 000 Глобулин сыворотки – 176 000 Миозин кролика – 450 000 Актомиозин – 5 000 Вирус табачной мозайки – 59 000 Респираторный вирус – 323 000

Количество аминокислотных остатков. Инсулин - 5 1 Рибонуклеаза -130 Миоглобин – 170 Яичный альбумин – 440 Глобулин сыворотки – 1760 Миозин кролика – 4500 Актомиозин – 50000 Вирус табачной мозайки – 590000 Респираторный вирус – 3230000

Количество изомеров полипептидов. Число аминокислот Количество изомеров 2 м. м. – 200 2 4 м. м. – 400 24 12 м. м. – 1200 4. 8 х 107 20 м. м - 2000 2. 4 х 1018

Денатурация и ренатурация глобулярного белка

Структура белков. Пептидные цепи содержат десятки, сотни и тысячи аминокислотных остатков, соединенных прочными пептидными связями. За счет внутримолекулярных взаимодействий белки образуют определенную пространственную структуру, называемую «конформация белков» . Линейная последовательность аминокислот в белке содержит информацию о построении трехмерной пространственной структуры. Различают 4 уровня структурной организации белков, называемых первичной, вторичной, третичной и четвертичной структурами

Уровни организации белков Первичная структура Аминокислоты Вторичная структура α-спираль Третичная структура Глобула белка Четвертичная структура Несколько глобул белков

Уровни пространственной организации биополимеров: • Первичная структура: порядок расположения аминокислот в полипептидной цепи белка • Вторичная структура: укладка в пространстве поли пептидной цепи либо в виде α-спирали или βскладчатой структуры • Третичная структура: полная укладка в пространстве вторичной структуры с формированием шарообразной формы (глобулы) или вытянутой формы (фибриллы) • Четвертичная структура: объединение нескольких субъединиц (одинаковых или разных) в пространстве в единую макромолекулу (олигомерный белок

Первичная структура проинсулина человека:

Валентные углы и межатомные расстояния в полипептидной цепи

Классификация аминокислот: 1. Структурная. Ациклические и циклические (гетероциклические, ароматические, циклоаминокислоты. ) а) моноаминомонокарбоновые – глицин, аланин, лейцин, валин, изолейцин и др. б) диаминомонокарбоновые – лизин, аргинин. в) моноаминодикарбоновые – глутаминовая и аспарагиновая кислоты. 2. Биологическая. все аминокислоты и не в Не равных количествах могут входить в состав белков.

Аминокислоты Незаменимые Заменимые n n n n n Глицин Аланин Серин Цистеин Аспарагиновая кислота Глютаминовая кислота Тирозин Пролин Аспарагин Глютамин n n n n n Треонин Метионин Валин Лейцин Изолейцин Лизин Аргинин Фенилаланин Гистидин Триптофан

Вторичная структура белков: α-спираль n β-лист n Нерегулярные структуры n Многие другие структуры n

α-спираль 3. 6 остатка 0. 54 Å

Четыре модели α-спирали Углерод Водород Кислород Азот

β-лист

ТРЕТИЧНАЯ СТРУКТУРА БЕЛКОВ Фермент рибонуклеаза А Гормон инсулин Цилиндры – спирали • Широкие стрелки – b листы(слои, складки) • кривые – пептидный каркас • точечные линии – Н-связи

Миоглобин Миозин

Четвертичная структура молекулы гемоглобина схема

КЛАССИФИКАЦИЯ БЕЛКОВ: БЕЛКИ Простые (апопротеины) Сложные (холопротеины) гистоны гликопротеины альбумины, глобулины липопротеины протамины фосфопротеины проламины, глютелины металлопротеины протеноиды хромопротеины нуклеопротеины

Третичная структура ДНК эукариот