Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_1 (1123313), страница 40
Текст из файла (страница 40)
6(Ю ' 0000 5(13 000 4( изб 610 000 5 626 2 003000 26 026 г(н, А(а СН вЂ” СНа Π— С МН С(и СН вЂ” СН вЂ” СН вЂ” СОО О=С ХН С(у СН, ! О=С ( (чн ! Еуя СН вЂ” Сня — СНя СН вЂ” Сн — Р(На я я СОО 11((ток!(Ом с ('и "лои(аа(1 риооиук:каза Л ((ю иола;слулоч пой оь( „'Рпзоиим бпз я(и(ио(о Осика) ' 5(иог(и((бии (из сер и(аловао() Хцзк(трии( ии (ил по:окслулочиой быка Химотри и( изкзгси (быка) 1смопк(бии ("(сдоис(к(7 Сыиоротсчмый альбуаши ( (сл(люка) П к(ъмшала (дрожжсн) Р1(К-колимсраы (Е. (тй) (((ккмпииц(о(сии В(*(сбкик ка) 1'тутаком(сии (стала (Е: ( ой) тнт ии ( кю(киска) 3.2 Пептиды и белки ~129~ 1! 30) Часть 1.
3. Аминокислоты, нептиды и белки Многие небольшие пептилы оказывают действие при очень низких концентрациях. Например, гормоны позвоночных животных (г;г. 23) являются небольшими пептилами. К пил< относятся окситоцин (9 амипокислотпых остатков), секретируемый задней лолой гипофиза и стимулиругощий сокращения матки; тиролиберин (3 остатка), образующийся в гипоталамусе и стимулирующий высвобождение другого гормона — тиреотропипа — из передней доли гипофиза.
Неболыпил<и пептидами являются некоторые очень токсичные грибные яды (амапитин) и многис антибиотики. Какова лли на псптидных цепей в белках? Как вилно из табл. 3-2„этот параметр изменяетсн в широких пределах. Человеческий цитохром с состоит из!04 остатков, соединенных в олпу цепь; химотрипсиногсн быка состоит из 245 остатков. Гигантский белок титин, входящий в состав гиышц позвоночника, солержит около 27 000 амипокислотных остатков и имеет хюлекулярпую массу около 3 000 000. Преобладающее большинство природных белков имеют гораздо меньшие размеры, чем титин, и содержат обычно менее 2000 аминокислотных остатков. Некоторые белки построены из единственной полипептидной цепи, другие, называемые мультисубъедииичными белками, содержат лвс или несколько пековалентно связанных между собой цепей (табл.
3-2). Цепи в мультисубъедипичных белках могут быть как одинаковыми, так и различными. Если хотя бы дне цепи н белке идентичны, то такой белок называют олигомерным, а идентичныс субъединицы (в свою очередь состоящис из олной или нескольких цепей)— протомерами. Например, гемоглобин состоит из четырех полипептидных субъединиц: двух илентичных а-цспсй и двух идентичных 15-цепей„удерживаемых в едином комплексе нековалент-ными взаимодействиями.
Обе а-субъединицы идентичным образом образуют пары с 1)-су<бъединицами, так что гемоглобин можно рассл<атривать как тетрамер„состоящий из четырех полипептидных цепей, или как лимср ар-протомеров. В некоторых белках полипептилныс цепи связаны коваленгпой связью. Например, две полипептидные цспи в молекуле инсулина связаны между собой дисульфидными мостиками. В подобных случаях отдельные полинептиды рассматривают не как субъсдиницы, а просто как полипсптидпые цепи.
Вййй.""-,."""':,':." - з"":"."'и';"".".'.'~;=:".-"..::~!':..-:-''-::."::'--.'. Число остнткон н моле ле белка* Цнтокром с Хнмотрннсиноген Аминокислоте быка быка ' В таких л<етодзх анализа, как кисл<нный гидролнз, Азр н Азо практически нельзя различить, поэтому их объединяют и обозначают как Азх (и.ш В). Аналогичным обрнюь<, нельзя различить Сй< и С!и, кшорые обозначают кзк С!х (или Х). Кроме того, нри кислотном гидролизе полностью разрушается Тгр.
Для <шределення точного змннокиглотного составе необхолимо нгнозьзояать я<в<мнительные методы анализа. Аминокислотный состав белкон весьма разнообразен. Двадцатьоснонныхаминокисзотпрактически никогда нс встречаются в белках в равной пропорции.
Некоторые амшюкислоты могут встречаться лишь олнажды, а могут и вообще не встречаться в данном пшс белков, другис могут присутствовать н большом количе«твс. В табл. 3-3 отражсн аминокислотпый состав цитохрома с быка и химотрипсиногсна быка — неактивного предшественника пищеварительного фермента химотрипсина. Эти два белка, имеющие совершенно разные функции, сильно различаются но своему амипокнслотному составу. А!а Агй Азн Азр Суя С1н С!н С(у Н(з Ве Еен 1.уз Мег Рйе Рго 5ег Тйг Тр Туг 'зга1 Всего 6 2 5 3 2 3 9 14 3 6 6 18 2 4 1 8 1 4 3 104 22 4 И 9 10 10 5 23 2 1О 19 14 2 6 9 28 23 8 4 23 245 Р.а Пептиды и белки ~ 1311 "'~~~~~~.'~.'У57Й.~~.
""'.=,.'."ж,"'Х'.Ъ'-":." ,~:==,Ф '~""", Кееее Преететиееекея группе Пример Р1-Липопротеии крови Иммуноглобулин С Казвин молока Гемоглобин Липопротеины Гликопротеивы Фосфопротеины Гемопротеины Липиды Углеводы Фосфатные группы Гем (комплекс железа с протопорфирином) Флавииовые нуклеотиды Железо Флавопротеины Мегаллопротеины Сукцинатдегидрогеназа Ферритии Алкогольдегидрогеназа Кальмодулнн Нитрогеназа Пластоциании Цинк Кальций Молибден Медь Для оценки числа аминокислотных остатков в белке, не содержащем компонентов другой химической природы, его молекулярную массу спедует разделить на 110. Поясним, откуда зто число. Д~и двадцати основных аминокислот средняя молекулярная масса составляет 138, однако в белках преобладают более легкие аминояюлоты.
Если учесть вклад различных аминокислот в построение белковых цепей (табл. 3-1), то средняя молекулярная масса аминокислоты, входящей в состав белка, окажется равной приблизительно 128. Поскольку при образовании каждой пептидной связи теряется одна молекула воды (М„= 18), средняя молекулярная масса аминокислотпого остатка составляет 128 — 18 = 110. Некоторые белки имеют в составе не только аминокислотные опатки, но и другие группы Многие белки„например ферменты рибонуклеаза А и хилютрипсиноген, содержат в молекуле толь- ко аминокислотные остатки и не имеют никаких других химических компонентов; их называют простыми белками.
Однако есть белки, которые кроме аминокислот содержат и другие химические группы; их называют сложными белками. Неаминокислотную часть сложного белка пазываютпростетическойгруппой. Сложные белки классифицируют в соответствии с химической природой простегических групп (табл. 3-4). Например, липопротеины содержат ли виды, гликопротеины имеют в своем составе сахара, а металлопротеи- ны — определенныс металлы. Некоторые белки содержат несколько простетических групп. Обыч- но простетическая группа играет важную роль при выполнении биологических функций белка. Краткое содержание раздела 3.2 ПЕПТИДЫ И БЕЛКИ ° Аминокислоты могут соединяться с помощью ковалентных пептидных связей, образуя псптиды и белки.
В клетках обычно содержится несколько тысяч различных белков, каждый из которых обладает характерной биологической активностью. ° Некоторые белки представляют собой очень длинные полипептидные цепи, содержащие от 100 до нескольких тысяч аминокислотных остатков, однако существуют также природныс пептиды„состоящие всего лишь из нескольких аминокислот.
Некоторые белки образованы несколькими нсковалентно связаннылги полипептидными цепями, называемыми субъединицами. В результате гидролиза простых белков образуется смесь аминокислот. Сложные белки, кроме того, содержат компоненты другой химической структуры, например ионы металлов пли органические простстическис группы. ° Аминокислотная последовательность является важной характеристикой белка и называется его первичной структурой. Это первый уровень из четырех уровней организации белковых молекул. [1321 Часть 1. 3.
Аминокислоты, пептиды и белки 3.3. Как работать с белками Наши представления о структуре и функции белка основаны на результатах исследований множества различных белков. Для проведения таких исследований биохимик должен уметь отделить свой белок от других и владеть методами, позволяющими изучать его свойства. Совокупность таких экспериментальных методов и составляет суть предмета химии белка — дисциплины старой, как сама биохимия, и занимающей олно из центральных мест в биохимических исследованиях. Белки можно разделить и очистить Прежде чем приступить к изучению свойств белка, необходимо получить его чистый препарат.
Как это сделать, если клетки содержат тысячи различных типов белков? Метолы разделения основаны на том, что все белки различаются по размерам, заряду и способности связываться с другими веществами. Некоторые другие современныс методы, включая клонирование ДНК и секвенированис гепомов, могут упростить проведение очистки белка (см. гл. 9). Обычно источником белка служат ткани или микробные клетки. Первой стадией любого метода вылеления белка является разрушение клеток, в результате которого содержа1цисся в пих белки переходят в раствор, называемый грубым экстрактом.
Для извлечения отдельных клеточных фракций или специфических органслл иногда на этом этапе применя|от дифференциальное цептрифугирование (рис. 1-8). Существует множество методов, позволяющих выделить один или нссколько белков из грубого экстракта или препарата оргапелл. Обычно акстракт подвергают процедуре, позволяющей разделить белки на фракции, пользуясь различиями в размерах или зарядах белковых молекул. Данный процесс нааывается фракционированием. На первых стадиях фракциопирования пользуются различной растворимостью белков, зависящей от таких условий, как рН, температура, концентрация соли и др.
Растворимость белков обычно снижается при повышении концентрации соли в растворе; данный эффект называют «высаливанием» или осаждением солями. Добавление опрелеленной порции соли может вызвать селсктивпое осажденис некоторой фракции бел- ков, в то время как другие все еще будут оставаться в растворе. Сульфат аммония (ХН,)т80, очень часто используется лля высаливания белков. С полющью этой процедуры некоторые белки переводят в осадок (который затем удаляют путем цснтрифугирования па низкой скорости) и отделяют их тем самым от других белков, остающихся в растворе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
