Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_1 (1123313), страница 37
Текст из файла (страница 37)
1. Принципиальная схеиа спектрофотоиетра. Источник света излучает в широком диапазоне длин волн, однако монохроматор пропускает свет только определенной длины волны. Монохроматический свет проходит через образец, помещенный в кювету толщиной 1, где поглощается (пропорционально концентрации с поглощающего вещества). Прошедший сквозь кювету свет имеет меньшую интенсивносп, которая измеряется с помощью детектора. СОО 1 НэХ вЂ” СН Цистеин 1 СНз 1 ЯН На<<1 Цистин сн 1 СН вЂ” МНл СОО ц Рис.
3-7. Обратимая реакция образования дисульфидной связи при окислении двух мо- лекул цмстеина. Дисульфидные мостики между остатками цистеина стабилизируют мно- гие белковые структуры. Многие биолпшскулы поглощают свет с определенной длиной волны (например, см. спектр поглощения триптофана, рис. 3-6).
Поглощение света, измеряемое с помощью спсктрофотометра, используют лля обнаружения и идентификации веществ, а также лля определения их концентрации в растворе. Пасло<пеппе света пропорционально толщине поглоща<ошсго слоя (ллине светового пути) и концентрации поглощающеи< вещества (рис. 1). Математически это правило выражается ааконом Ламбсрта — Бера: 1д(1/1„) = ес1, гле 1л — интенсивность палающеп> света, 1 — интенсивность пропускаемого света, е — козффициснт малярной экстинкции (в единицах л/(моль см)), с — концентрация погл<нцающего вещества (моль/л), 1 — толщина поглошающего слоя (см).
Закон Ламберта — Бера выполняется Зля монохроматического света (свет с определенной к<иной волны), причем поглощение света обусловлено молекулами растворителя и молекулами растворенного вещества, ориентированных случайным образом. Выражение!я(1/1о) называется поглощением и обозначается буквой Л (от англ. абзогбапсе). Важно отметить, что при прохождении света через поглощающий слой толщиной 1 см каждый слслукяций миллиметр пути поглощает нс одно и то же постоянное количество света, а постоянную Лола< иптснсивн<юти попадающего в не<о света. Однако прн фиксированной длине пути луча света поглощение (А) прямо пропорционально концентрации погилцающвго вещества.
Ковффициснт молярной зкстинкцин зависит от природы поглощая<щего вещества, типа растворителя и длины волны, а также от рн, если поглоп<аюшес веществоо может существовать в нескольких состояниях иопизации, имеющих разные абсорбционные свойства. СОО 1 СН сн 1 Я 1 Я 1 сн 1 СН вЂ” 1<)Н 1 СОО )! 22! Часть 1. 3. Аминокислоты, пептиды и белки 0 !! О -Р— 0 — СН,— СН вЂ” СОО ! 0 гЧНа Фосфоссрип О СН ! Π— Р— Π— СН вЂ” СН вЂ” СОО ! ! О гтна Фосфотрсонии О -0 — Р— 0 СНа — СН вЂ” СОО ! О 'Хн Фос<~кгти розии Н,Х +) С вЂ” )ЧН вЂ” СН,— СН,— СН,— СН вЂ” СОО НХ ! ' 1ЧН з СНа о-Х-Метиларг инин Н1Ч вЂ” СН,— СН,— СН,— СН,— СН вЂ” СОО С=О гцна СН б-!Ч-Аиетиллизин О !! НаС вЂ” 0 — С вЂ” Сна — СНа — СН вЂ” С ОО ННа Метилоыый зфир глутамииовой кислоты Н с-нч, С СН 0 !! ! ! Н Н -О ННа Н Н ОН ОН Алеиилилтирозии Рис.
3-8. «Нестандартиыев аминокислоты. а) В составе белков обнаружено несколько нестандартных аминокислот, образующихся при модификации основных аминокислот. Красным цветом выделены функциональные группы, появляющиеся в результате модификации. Молекула десмозина образуется из четырех остатков лизина (выделены желтым цветом).
Обратите внимание, что для обозначения атомов углерода в таких структурах используют цифры или греческие буквы. б) Обратимо модифицированные аминокислоты, использующиеся при регуляции активности белков. Наиболее частый метод модификации — фосфорилирование. в) Орнитин и цитруллин не встречаются в белках, а являются интермедиатами в биосинтезе аргинина и в цикле мочевины. 3.1 Аминокислоты 1123] аминокислота — зто у-карбокснглутаминовая кислота, обнаруженная в протромбипе (белке, участвующем в процессе свертывания крови), а также в некоторых других белках, которые, как и протромбин, при выполнении своей биологической функции связывают ионы Сат'. Более сложным строением отличается аминокислота десмозин (производное лизина), найденная в фибриллярном белке эластине.
Следует сказать несколько слов о селеноцистеине. Эта рслкая аминокислота возникает нс в результате модификации вновь синтезированной белковой цепи, а встраивается в нее в процессе синтеза В отличие от пистсина ссленоцистсин содержит не серу, а селен. Эта аминокислота является на самом деле производным серн на и обнаружена пока лишь в небольшом числе белков. Некоторые остатки аминокислот в белке могут быть «на время» модифицированы, ч111бы изменить работу зтого белка. Добавление фосфатной, метильной,ацегильной,адепильиой»А1)р-рибозильной нли других групп к определенным остаткам аминокислот может усилить или снизить активность белка (рис.
3-8, б). Самая частая регуляторная модифиющи — зто фосфорилированис. Изменения ковалентных связей как способ регуляции более подробно обсуждается в гл.6. Кроме того, в клетках найдено еще около 300 аминокислот. Они вьпюлняк1т множество различных функций, но не входят в состав белков. Орнитин и цитруллин (рис. 3-8, в) заслуживают отдельного упоминания, поскольку являются ключевыми метаболитами в биосинтсзе аргинина (гл. 22) н в цикле мочевины (гт.
18). Аминокислоты могут действовать как кислоты или основания Лм1пю1руппы и карбоксильные 1руппы аминокислот, а также ионизируемые К-группы некоторых аминокислот выступают в роли слабых кислот и оснований. В водном растворе с цейт-ральпым значением рН аминокислоты, не имеющие ионизируеиой К-группы, присутствуют в виде биполярных ионов, или цвитгер-ионов (от нем. гибридный ион; рис.
3-9). Вещества с такой двойственной природой являются амфотерными (от греч. атр/п' — оба) н часто называются амфолитами (сокращение от «амфотерные электролиты»). Простая моноаминомонокарбоновая а-аминокислота, такая как алании, Н К вЂ С вЂ Н»Ы' О Цвиттер-ионпав форма Н 1 К вЂ” С вЂ” С=-0 1 Н,Н ОН Неионвая форма Н ! К вЂ” С вЂ” СОО + Н+ ! Ннг Н 1  — С вЂ” СОО 1 '«На Цвиттер-ион как кислота Н + Н'  — С вЂ” СООН 'Мна Н ! К вЂ” С вЂ” СОО '11Н Цвиттср-ион как основание Рнс.
3-9. Неивнная и биполярная формы аминокислот. Неионная форма практически отсутствует в водном растворе; при нейтральном значении рН преобладает биполярная форма (цвиттер-ион). Цвиттер-ион может выступать н как кислота (донор протона), и как основание (анцептор протона). по существу представляет собой двухосновную кислоту, когда находится в полностью протонированной форме, т. е.
когда протон присоединен и к карбоксильной группе, и к аминогруппе. В таком случае кислота при диссоциации может отдавать два протона: н н к — с — ооон к — с — соо Сумм«рамн+Низ ннэ »арал: +1 о н к — с — соо нн. -1 Аминокислоты имеют характерные кривые титрования Суть процесса кислотно-основного титрования состоит в постепенном добавлении или удалении протонов (гл.
2). На рис. 3-10 приведена кривая титрования полностью протонированного глицина. Две ионизируемые группы глицина — карбоксильную группу и аминогруппу — можно оттитровать с помощью сильного основания, такого как ХаОН. Кривая титрования имеет два хорошо различимых участка, соответствующих депротонированию двух разных групп в молекуле глици- [1241 Часть 1.
3. Аминокислоты, пел[яды и белки [ЧН [ЧН рк., СН, = СН, ! 6[О СОО [Чнз ! сн СООН рк, 13 0 0 0,5 1 1,5 2 Число эквивалентов ОН Рис. 3-10. Кривая титрования аминокислоты. Представлена кривая титрования 0,1 М раствора гпицина при 25 'С. Над соответствующей областью кривой приведены ионные формы, преобладающие при данном значении рН.
Голубым цветом выделены области с максимальной буферной емкостью (участки кривой, близкие х значениям рК, = 2,34 и р/[, = з,бо). Обратите внимание, что 1 эквивалент ОН- соответствует добавлению 0,1 М КэОН. на. Каждая часть кривой в отдельности напоминает по форме кривую титрования одноосповпой кислоты, например уксусной (рис.
2-16), и может быть проанализирована тем же способом. При очень низких значениях рН глицин преил[ущественно существует в полностью протонированном состоянии — в форме 'НзХ вЂ” СП,— СООН. В средней точке первой стадии титровапия, на которой — СООН-группа теряет свой протон, наблюдается равенство молярных концентраций донора протонов ('НзМ вЂ” СН,— СООН) и акцептора протонов ("Н [[Ч вЂ” СНз — СОО ). рН в средней точке титрования (в точке перегиба) численно равно рК, тнтруемой протонированпой группы (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
