timin_o_a_lektsii_po_obschey_biokhimii (1) (832543), страница 5
Текст из файла (страница 5)
способность поддерживать неизменным рН крови, основаны на способности присоединять ионы Н+ при закислении среды или отдавать их призащелачивании.С практической стороны наличиеамфотерности позволяет разделять белки по заряду (электрофорез) или использовать изменение величины рНраствора для осаждения какого-либоизвестного белка. Наличие как положительных, так и отрицательных зарядов вбелке обусловливает их способность квысаливанию (см "Обратимое осаждение" белков), что удобно для выделениябелков в нативной конформации.Влияние рН на заряд белкаПри смещении рН в растворе изменяется концентрация ионов Н+.
При закислении среды (при снижении рН) ниже изоэлектрической точки ионы Н+ при соединяются к отрицательно заряженным группам глутаминовой и аспарагиновой кислот и нейтрализуют их. Заряд белка становится положительным.При увеличении рН в растворе выше изоэлектрической точки концентрация ионов Н+снижается и положительно заряженные группы белка (NH3+-группы лизина и аргинина) теряют протоны, их заряд исчезает.
Суммарный заряд белка становится отрицательным.При физиологических рН буферная емкость белков плазмы крови весьма ограничена, т.к. диапазон смещения рН крови даже при патологии не захватывает изоэлектрические значения рН для глутамата, аспартата, лизина, аргинина. Толькогемоглобин, который содержит до 8% гистидина (pI 7,6) обладает существеннойбуферной емкостью.Р АСТ ВОР ИМО СТ ЬТак как большинство белков несет много заряженных групп, то в целом они водорастворимы. Растворимость объясняется:o наличием заряда и взаимоотталкиванием заряженных молекул белка,o наличием гидратной оболочки – чем больше полярных и/или заряженных аминокислот в белке,тем больше гидратная оболочка (например, 100 гбелка альбумина связывает 30-50 г воды).Аминокислоты и белки18МЕТОДЫОСАЖДЕ НИЯ БЕЛК ОВТак как растворимость белков зависит от заряда и наличия гидратной оболочки, тоисчезновение одного или обоих этих факторов ведет к осаждению белка.Д Е Н А ТУР А ЦИ ЯДенатурация – необратимое осаждение белка из-за разрыва связей, стабилизирующихчетвертичную, третичную, вторичную структуры белка, сопровождаемое изменением растворимости, вязкости, химической активности, снижением или полной потерей биологической функции.1.
Физическая денатурация – повышение температуры, ультрафиолетовое и микроволновое излучение, механические воздействия, ионизация заряженными частицами.2. Химическая:o кислоты и щелочи образуют водородные связи с пептидными группами,o органические растворители образуют водородные связи и вызывают дегидратацию,o алкалоиды образуют связи с полярными группами и разрывают систему водородных иионных связейo тяжелые металлы взаимодействуют с заряженными радикалами, нейтрализуют отрицательные заряды и разрывают систему водородных и ионных связей.О БР А ТИ МОЕОС А ЖД Е НИ ЕОбратимость осаждения белков обусловлена сохранением первичной структуры белка.Восстановление физико-химических и биологических свойств белка называется ренативация (ренатурация). Иногда для ренативации достаточно просто удалить денатурирующийобъект.ВысаливаниеВысаливание – это добавление растворов нейтральных солей (Na2SO4, (NH4)2SO4).Анионы (SO42–) и катионы (Na+, NH4+) взаимодействуют с зарядами белка (группы NH4+ иCOO–).
В результате заряд исчезает, и соответственно, исчезает взаимоотталкивание молекул. Одновременно резко уменьшается гидратная оболочка. Это ведет к "слипанию" молекул и осаждению.Так как белки плазмы крови отличаются по размерам, заряду, строению, то можно подобрать такие количества соли, которые вызовут осаждение менее устойчивых белков, покадругие еще будут растворены.Например, подобным образом раньше определяли соотношение альбумины/глобулиныв плазме крови. Альбумины, как более полярные молекулы, остаются в растворенном состоянии при 50% насыщении раствора нейтральными солями, в то время как глобулины в этихусловиях уже осаждаются.
В норме соотношение альбумины/глобулины в плазме крови равно 1,2-1,8.Осаждение водоотнимающими средствамиПри добавлении водоотнимающих средств (ацетон, этанол) происходит отнятие у белкагидратной оболочки, но не заряда. Растворимость несколько снижается, но денатурации ненаступает. Например, антисептическое действие этанола.Изменение рНМягкое изменение рН до изоэлектрической точки белка ведет к исчезновению заряда,уменьшению гидратной оболочки и снижению растворимости молекулы.biokhimija.ruТимин О.А.
Лекции по общей биохимии (2018г)СВОЙСТВА19БЕЛКОВЫХ Р АСТ ВОР ОВСвойства белковых растворов определяются большими размерами молекул, т.е. белкиявляются коллоидными частицами и образуют коллоидные растворы. К свойствам коллоидных растворов относятся:1. Рассеивание луча света, проходящего через белковый раствор, и образование светящегосяконуса – эффект Тиндаля.2. Малая скорость диффузии.3. Неспособность белковых частиц проникать через полунепроницаемые мембраны (целлофан), т.к.
их поры меньше диаметра белков. Это используется в диализе – очистка белковых препаратов от посторонних примесей и лежит в основе работы "искусственной почки" для лечения острой почечной недостаточности.4. Создание онкотического давления, то есть перемещение воды в сторону более высокойконцентрации белка, что проявляется, например, как формирование отеков при повышении проницаемости сосудистой стенки.5. Высокая вязкость в результате сил сцепления между крупными молекулами, что проявляется, например, при образовании гелей и студней.К Л АС С И Ф И К АЦ И Я Б Е Л К О ВПОФУ НКЦ ИИСм выше "Функции белков"ПОСТРОЕНИЮ1.
По форме молекулыГлобулярные – соотношение продольной и поперечной осей составляет <10 и в большинстве случаев не более 3-4. Они характеризуются компактной укладкой полипептидныхцепей. Например, инсулин, альбумин, глобулины плазмы крови.Фибриллярные – соотношение осей >10. Они состоят из пучков полипептидных цепей, спиралью навитых друг на друга и связанные между собой поперечными ковалентнымии водородными связями.
Выполняют защитную и структурную функции. Например, кератин,миозин, коллаген.2. По количеству белковых цепей в одной молекулеo мономерные – имеют одну субъединицу (протомер), например, альбумин, миоглобин.o полимерные – имеют несколько субъединиц. Например, гемоглобин (4 субъединицы),лактатдегидрогеназа (4 субъединицы), креатинкиназа (2 субъединицы),Аминокислоты и белки203. По химическому составуПростые – содержат в составе только аминокислоты (альбумины, глобулины, гистоны,протамины). Подробно эти белки характеризуются ниже.Сложные – кроме аминокислот имеются небелковые компоненты (нуклеопротеины,фосфопротеины, металлопротеины, липопротеины, хромопротеины, гликопротеины). Подробно эти белки характеризуются ниже.КЛ АССИФИК АЦ ИЯПРОСТЫХ БЕЛКОВСтруктура простых белков представлена только полипептидной цепью (альбумин, инсулин).
Однако необходимо понимать, что многие простые белки (например, альбумин) несуществуют в „чистом" виде, они всегда связаны с какими-либо небелковыми веществами.Их относят к простым белкам, т.к. связи с небелковой группой слабые.А ЛЬБУМИ Н ЫГруппа глобулярных белков плазмы крови с молекулярной массой 69 кДа, имеют кислые свойства и отрицательный заряд при физиологических рН, т.к. содержат много глутаминовой кислоты. Легко адсорбируют полярные и неполярные молекулы, являются в крови переносчиком многих веществ, в первую очередь билирубина и жирных кислот.В природе альбумины входят в состав не только плазмы крови (сывороточные альбумины), но и яичного белка (овальбумин), молока (лактальбумин), являются запасными белками семян высших растений.Г ЛОБУЛИ Н ЫГруппа разнообразных белков плазмы крови с молекулярной массой до 100 кДа, несутотрицательный заряд, слабокислые или нейтральные. Они мало гидратированы, по сравнению с альбуминами меньше устойчивы в растворе и легче осаждаются, что используется вклинической диагностике в „осадочных" пробах (тимоловая проба, проба Вельтмана).
Часто содержат углеводные компоненты.При обычном электрофорезе разделяются, как минимум, на 4 фракции – 1, 2, и .Так как глобулины включают в себя разнообразные белки, то их функции многочисленны. Часть -глобулинов обладает антипротеазной активностью, что защищает белки крови от преждевременного разрушения, например, 1-антитрипсин, 1-антихимотрипсин,biokhimija.ruТимин О.А. Лекции по общей биохимии (2018г)212-макроглобулин.
Некоторые глобулины способны к связыванию определенных веществ:трансферрин (переносчик ионов железа), церулоплазмин (переносчик ионов меди), гаптоглобин (переносчик гемоглобина), гемопексин (переносчик тема). -Глобулины являютсяантителами и обеспечивают иммунную защиту организма.Г И С ТОН ЫГистоны – внутриядерные белки массой около 24 кДа. Обладают выраженными основными свойствами, поэтому при физиологических значениях рН заряжены положительно исвязываются с дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК), образуя дезоксирибонуклеопротеины. Существуют 5 типов гистонов – очень богатый лизином (29%) гистон Н1, другие гистоны Н2а, H2b, НЗ, Н4 богаты лизином и аргинином (в сумме до 25%).Радикалы аминокислот в составе гистонов могут быть метилированы, ацетилированыили фосфорилированы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
