Lenindzher Основы биохимии т.1 (1128695), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Число аминокислотных остатков в простых белках, не содержащих простетических групп, можно приблизительно оценить, поделив значение молекулярной массы белка на 110. Хотя средняя молекулярная масса каждой из 20 аминокислот, содержащихся в белках, составляет около 138, в большинстве белков преобладают аминокислоты меньше~о раз- Тойляци 6-4. Молекулярные характеристики некоторых белков 5733 5! 2 !З68З !24 ! 3930 129 ! 16890 ! 53 1 22600 241 3 64500 574 4 68 500 550 ! ! 02 0(Ю 800 2 149900 !250 4 1 000000 8300 40 мера, и поэтому их средняя молекулярная масса оказывается ближе к !28.
Однако при образовании каждой пептидной связи отщепляется молекула воды (мол. масса 18,0) и, таким образом, средняя масса аминокислотного остатка составляет 128 — 18 = 11О. В табл. 6-4 приведены данные о числе аминокислотных остатков в различных белках. 6.6. Белки можно выделить и поднергпуп очистке Клетки содержат сотни, если не тысячи различных белков, и для того чтобы определить аминокислотный состав или аминокислотную последовательность того илн иного белка, его прежде всего Инсулин (бьь чнй Рибонуклеаза (нз поджелудочнойй железы быка> Лнзопим (нз яичного белка) Миоглобни (из миокарда лощади! Химотряпснн (нз поджелудочной железы быка) Гемоглобин (человека) Сыяорозочный альбум ни (человека) Гексокняаза (нз дрожжей) Т-Глсбулни (лсщади) Гдугам атдегилрогенеза (из печени быка) Мол. масса Число Число оьз ятков пылен 144 ЧАСТЬ Ь БИОМОЛЕКУЛЫ необходимо получить в виде чистого препарата.
Каким же образом один белок, например какой-нибудь фермент, можно отделить от сотен других белков, присутствующих в экстракте, полученном из клеток или ткани, и добиться нужной степени его чистоты? Прежде всего, белки отделяют от низкомолекулярных веществ, содержащихся в клеточном или тканевом экстракте, путем дпалнза (рис. 6-3). Крупные молекулы, такие, как молекулы белков, остаются внутри диализного мешочка, сделанного из материала, содержащего ультрамикроскопические поры, например из целлофана. Если такой мешочек с клеточньпм или тканевым экстрактом погрузить в воду, то содержащиеся в экстракте малые молекулы, например соли, пройдуг сквозь поры, а высокомолекулярные белки останутся в мешочке. После того как смесь белков будет освобождена от малых молекул в ходе диализа, белки можно рассортировать по нх размерам при помощи гель-филыпрании.
В ходе этой операции, представляющей Рис. 6-3. Диалнз. Мембране. окружаюшая раствор белка, свободно пропускает воду и ншк- омолекулярные соединени, такие, как ХаС! или глюкоза, но не пропускает большие молекулы, в частности молекулы белка. Малые м алев улы диффундируют из пиал изного мешочка во внешний шеуд, так как в процессе диффузии молекулы стремятсе перейтн в зову с более низкой ик концентрацией. Заменяя несколько раз водную фазу во внешнем сосуле еа джтяллнроввнную воду, можно сшпить концентрацию низкомолекулярньп соединений в растворе бекаа до сколь угодна малой аелнчинм.
собой разновидность хроматографии, раствор, содержащий смесь белков, пропускают через колонку. заполненную очень мелкими пористыми гранулами высокогиаратированного полимера. Молекулы белков, имеющие сравнительно небольшие размеры, проникают через поры внутрь этих гранул, в результате чего нх прохождение через колонку замедляется (рис. 6-4), тогда как молекулы более крупных белков не могут проникнуть внутрь гранул и проходят через колонку значительно быстрее.
Белки промежуточных размеров будут проходить через Гл. б. Белки: кОВАлентнля структуРА и Функции Грацула лекстрана Грш~ула лекстрана Молекулы мвюго белка проникают в грану.яы сквозь поры Молекулы более круп- ного белка не могут праникпугь внутрь грвнулы На колонку, заполнен- ную дВКстрнновымн грануламн, наносится смесь болыянх и ма- лых белков рн, Пенсии Яичный альбумин Сывороточный альбумнн Урвала ))-Л актоглобудин 7, -Глобулин « 1,0 4,6 4,9 5,0 5,2 б,б 6,8 7,0 9,5 10,7 ! 1,0 Гемоглобин Многлобии Хнмотринсиноген Цитохром с Лнэоцим Рис. 4.4.
Разлсление белков в соответствии с размерами их молекул л1стодом гель-филь грации. Раствор, содержащий смесь белков, аропускают через колОнку, заполненную очеаь мелкими пористыми гранулами гидрофяльного полимера; широко используют для этой цели произ воли ые дсксграна. Молекулы мат ых белков проникают внутрь гранул, тогда как более крупные молекулы яс могут туда арон икнуть. Молекулярную массу белка можно определить путем сравнения скорости его прохождения через колонку со скоростями прохождснн» прутик белково извсстнымн молекулярными массами. колонку с промежуточными скоростями в зависимости от их способности проникать внутрь гранул. Такая колонка, в которой осуществляется гель-фильтрация, представляет собой молекулярное сиво.
Белки можно отделить друг от друга также методом элекнгроббореза (разд. 5.16). Определякицую роль в этом методе играют знак и число электрических зарядов, локализованных на К-группах, концевой аминогруппе и концевой карбоксильной группебелков. Как и простые пептиды, полипептидные цепи белков характеризуются присущей им иэоэлектрической точкой, которая определяется относительным числом кислых и оснбвных К-групп (табл. 6-5).
При данном значении рН у одних из присутствующих в смеси белков суммарный заряд булет отрицательным, у других — положительным, а у третьих — нулевым. Если такую смесь белков поместить в электрическое поле, то белки с положительным зарядом будут перемещаться в сторону отрицательного электрода, По мере про- Молекулы более хождения вниз крупного белка па каховке первыми выходят молекулы ма- нэ колонки лого белка проникают н гранулы н эцсер- живантгл Таблица б-5. Изоэлектричсскис точки !РН11 некоторых белков белки с отрицательным зарядом-в сторону положительного электрода, а белки с нулевьам зарядом останутся на месте.
При этом белковые молекулы с более высокой плотностью заряла будут двигаться по направлению к соответствующему электроду быстрее, чем белки с более низкой плотностью заряда. Электрофорез часто проводят не в растворе, а на носителе, представляннцем собой либо по- ЧАСТЬ !. БИОМОЛЕКУЛЫ После включения напряжения до включения напря.— жения Старт Ацетат цеюылоэы Рис. 6-а Элеюрофорез смеси трех белков. Смесь белков наносят на полоску анетата пы- люлозы, смоченную буфером с запани ым значе- нием рн.
Копны полоски опускают в кюветы с электродами. Ацетат нелзиолозы слузкит носи- телем, предотвращающим бсспорялочное пере- мещение молекул белла в разул ьта се диффузии. После нанесения смеси белков на аврелии у поло- ски молекулы белков подвертают действию электрического поля, создаваемого разностью потенциалов менчу электродами. Каждый из трех белков перемещаетсх в сторону положи- телыюто или отрипатедьиого электрода с раз- ной скоростью в эависилнити от рН среды и кис- лотно-оснбвных свойств каждого белка.
По окончании злексрофореза |юложение белков мозкно вьщвить при помощи красителей, связы- вающихся с белками. лоску бумаги, либо пленку ацетата целлюлозы, либо пластину гидрофильного геля, что позволяет сильно замедлить диффузию молекул фракционируемых белков в водной фазе (рис. 6-5). Еше одним эффективным методом разделения белков является ионаотзменная кремли!аграфия, основанная большей частью на различиях в плотности и знаке заряда белков при данном значении рН. Таким образом, метод ионообменной хроматографии можно применять лля разделения не только аминокислот (разд.
5.18) и пептидов (разд. 521), но и белков. Чтобы выделить какой-то один специфический белок из смеси многих белков, нужно найти удобный способ определения концентрации этого белка, который бы контролировал каждую сталию разделения. Например, если лты ведем очистку фермента, то, измеряя его каталитическую активность, мы можем отличать его от всех других белков. 6.7. Определеиие амиипкислотиой последовательности полнпшп иднь!х цепей Два больших открытия, сделанные в 1953 г., ознаменовали наступление новой эры в биохимии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
