Курс «Биологическая химия» Тема 1. БЕЛКИ Осташкова Валентина Викторовна, доцент, к. б. н. , Зыкина Наталья Сергеевна, ст. преподаватель, к. б. н. , Нижник Яков Петрович, доцент, к. б. н. кафедра молекулярной биологии, биологической и органической химии Петр. ГУ ostash@petrsu. ru тел. 784697 Осташкова В. В. , Зыкина Н. С. , Нижник Я. П. , Петр. ГУ, 2009
ПЛАН ЛЕКЦИИ 1. 2. 3. 4. Введение; Функции белков; Аминокислотный состав белков; Строение белков: l l 5. 6. 7. 8. 2/17/2018 Первичная структура; Вторичная структура; Третичная структура; Четвертичная структура; Функционирование белка; Классификация; Физико-химические свойства; Заключение Осташкова В. В. , Зыкина Н. С. , Нижник Я. П. , Петр. ГУ, 2009 2
КЛЮЧЕВЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕМЫ l l l l 2/17/2018 протеины; протеиды; простетическая группа; амидная связь; протомер; олигомер; домен; субъединица; l l l α-спираль; β-складчатый листок; спираль коллагена; полиморфизм; активный центр; лиганд. Осташкова В. В. , Зыкина Н. С. , Нижник Я. П. , Петр. ГУ, 2009 3
ВВЕДЕНИЕ «…Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования заключается по своему существу в постоянном обновлении их химических составных частей путём питания и выделения…» Ф. Энгельс, «Материалы к «Анти-Дюрингу» Белки - азотсодержащие биополимеры, состоящие из остатков аминокислот, соединенных между собой амидной (или пептидной) связью. 2/17/2018 Осташкова В. В. , Зыкина Н. С. , Нижник Я. П. , Петр. ГУ, 2009 4
ФУНКЦИИ БЕЛКОВ l l l l l 2/17/2018 пластическая (или структурная); энергетическая; транспортная; регуляторная; каталитическая; защитная; дыхательная; сократительная; рецепторная. Осташкова В. В. , Зыкина Н. С. , Нижник Я. П. , Петр. ГУ, 2009 5
АМИНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ БЕЛКОВ l В состав белков входят 20 аминокислот, которые называются стандартными, или протеиногенными; l В 1820 г. была выделена первая аминокислота – глицин (из желатина), в 1938 г. – последняя из 20 – треонин. 2/17/2018 Осташкова В. В. , Зыкина Н. С. , Нижник Я. П. , Петр. ГУ, 2009 6
СТРОЕНИЕ БЕЛКОВ первичная структура ОПРЕДЕЛЕНИЕ: СВЯЗИ: последовательность аминокислотных остатков в цепи; пептидные (или амидные); ХАРАКТЕРИСТИКА: l количество аминокислотных остатков в цепи; l N-концевая и С-концевая аминокислоты. ПЕРВИЧНАЯ СТРУКТУРА ПРЕДОПРЕДЕЛЯЕТ: l вторичную, третичную и четвертичную пространственную организацию белковой молекулы; l свойства белка; l функции. Первый белок с изученной первичной структурой - инсулин. 2/17/2018 Осташкова В. В. , Зыкина Н. С. , Нижник Я. П. , Петр. ГУ, 2009 15
СТРОЕНИЕ БЕЛКОВ вторичная структура ОПРЕДЕЛЕНИЕ: способ укладки цепи в виде спирали. СВЯЗИ: l l водородные связи (обозначаются тремя точками) образуются между атомом кислорода карбонильной группы и атомом азота иминогруппы в цепи; в 10 раз слабее ковалентных, но их большое количество обеспечивает стабильность вторичной структуры; дисульфидные связи выполняют стабилизирующую роль, образуются между остатками цистеина. ВИДЫ СПИРАЛЕЙ: 27, 310, 413 (или α-спираль), 516 и др. В природе наиболее распространены 2 вида конформаций – α-спираль и β-складчатый листок. 2/17/2018 Осташкова В. В. , Зыкина Н. С. , Нижник Я. П. , Петр. ГУ, 2009 18
СТРОЕНИЕ БЕЛКОВ α-спираль ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ: l правозакрученная; l диаметр – 0, 5 нм; l шаг спирали – 0, 54 нм; l количество аминокислотных остатков в витке – 3, 6 -3, 7; l угол наклона 26º; l расположение водородных связей – внутри цепи, между витками (между 2 - и 4 -м аминокислотными остатками), параллельно оси цепи; l расположение радикалов аминокислот – вне цепи, перпендикулярно оси; l схематическое изображение – «цилиндр» . 2/17/2018 Осташкова В. В. , Зыкина Н. С. , Нижник Я. П. , Петр. ГУ, 2009 19
СТРОЕНИЕ БЕЛКОВ β-складчатый листок ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ: l вытянутая спираль; l диаметр – 0, 2 нм l проекция витка – 0, 7 нм; l количество аминокислотных остатков в витке – 2 -2, 3; l количество цепей в листке – 3 -7; l расположение водородных связей – межцепочечное; l схематическое изображение – «стрелка» . Возможны 2 типа β-складчатой структуры: l параллельная; l антипараллельная. 2/17/2018 Осташкова В. В. , Зыкина Н. С. , Нижник Я. П. , Петр. ГУ, 2009 20
СТРОЕНИЕ БЕЛКОВ третичная структура ОПРЕДЕЛЕНИЕ: способ укладки цепи в пространстве в виде глобулы или фибриллы. СВЯЗИ: l l гидрофобные; ионные; водородные; дисульфидные. ТРЕТИЧНАЯ СТРУКТУРА ПРЕДОПРЕДЕЛЯЕТ: l функционирование белка. Первый белок с изученной третичной структурой – миоглобин кашалота. В формировании третичной структуры принимают участие особые белки – шапероны. 2/17/2018 Осташкова В. В. , Зыкина Н. С. , Нижник Я. П. , Петр. ГУ, 2009 21
Шапероны (белки теплового шока, БТШ, hsp) ОПРЕДЕЛЕНИЕ: от франц. shaperon – пожилая дама, сопровождающая молодую девушку на бал. ФУНКЦИИ: l защитная; l регуляторная; l фолдинг белка. КЛАССИФИКАЦИЯ (6 семейств): 1. высокомолекулярные (100 -110 к. Да); 2. hsp 90; 3. hsp 70; 4. hsp 60; 5. hsp 40; 6. низкомолекулярные (<30 к. Да). 2/17/2018 Осташкова В. В. , Зыкина Н. С. , Нижник Я. П. , Петр. ГУ, 2009 22
СТРОЕНИЕ БЕЛКОВ четвертичная структура ОПРЕДЕЛЕНИЕ: способ укладки нескольких цепей в пространстве в виде глобулы или фибриллы. СВЯЗИ: l l гидрофобные; ионные; водородные; дисульфидные. Протомер – одна полипептидная цепь. Олигомер – несколько полипептидных цепей, объединённых в молекулу. Субъединица – структурно и функционально обособленная часть олигомера. Первый белок с изученной четвертичной структурой – гемоглобин 2/17/2018 Осташкова В. В. , Зыкина Н. С. , Нижник Я. П. , Петр. ГУ, 2009 23
КЛАССИФИКАЦИЯ Существует несколько видов классификаций (функциональная, по пищевой ценности, форме белковой молекулы, строению и др. ). По строению белки подразделяются на протеины (простые) и протеиды (сложные) Протеиды состоят из белковой (апобелка) и небелковой части – простетической группы: Протеины: l Альбумины; l Глобулины; l Гистоны; l Протамины; l Протеноиды; l Глютелины; l Проламины. Протеиды: l Гликопротеины; l Липопротеины; l Нуклеопротеины; l Фосфопротеины; l Ферменты-протеиды l Хромопротеины l l 2/17/2018 Не содержащие ионов металла; Металлсодержащие. Осташкова В. В. , Зыкина Н. С. , Нижник Я. П. , Петр. ГУ, 2009 26
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕЛКОВ Для белков характерны: l Высокая молекулярная масса; l Заряд; l Растворимость, растворы обладают: высоким онкотическим и низким осмотическим давлением; оптической активностью. l l l Реакции осаждения; Цветные реакции; Белки не проходят через биомембраны. 2/17/2018 Осташкова В. В. , Зыкина Н. С. , Нижник Я. П. , Петр. ГУ, 2009 27
ЗАКЛЮЧЕНИЕ l l l 2/17/2018 Белки – высокомолекулярные азотсодержащие биополимеры; Выполняют важные функции в клетке; Первичная структура определяет специфичность и пространственную структуру белков; Многообразие белков обусловлено генетически детерминированным разнообразием первичной структуры Первичная структура предопределяет пространственную организацию молекулы белка и его функции, изменение последовательности аминокислотных остатков в цепи приводит к утрате свойств и функционирования белков; Функционирование белка возможно лишь при сохранении третичной и четвертичной структуры белка. Осташкова В. В. , Зыкина Н. С. , Нижник Я. П. , Петр. ГУ, 2009 28
Скачать презентацию Курс Биологическая химия Тема 1 БЕЛКИ Осташкова Валентина
белки.ppt