WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаБіологія, Зоологія, Аграрна наука → Структура білків і пептидів - Реферат

Структура білків і пептидів - Реферат

діабету.
Для відщеплення та ідентифікації N-кінцевої амінокислоти значного поширення набув також метод, запропонований П. Ед-маном, що грунтується на застосуванні фенілізотіоціанату. Досліджуваний пептид обробляють фенілізотіоціанатом, який взаємодіє з вільною а-аміногрупою N-кінцевої амінокислоти. У кислому середовищі відбувається розрив пептидного зв'язку, утвореного N-кінцевою амінокислотою з рештою пептиду. Внаслідок цієї реакції вивільняється фенілтіогідантоїнова похідна N-кінцевої амінокислоти, а досліджуваний пептид вкорочується на один мономер:
Отже, метод П. Едмана дає змогу послідовно вкорочувати пептиди на один амінокислотний залишок без пошкодження решти поліпептидного ланцюга. Фенілтіогідантоїнову похідну N-кінцевої амінокислоти можна ідентифікувати хроматографічним методом, а послідовність операцій - повторити. Метод дає змогу визначати первинну структуру пептидів та білків (після їх часткового гідролізу трипсином) шляхом послідовного відщеплення N-кінцевих амінокислот. Автоматизація цього методу реалізується в спеціальному приладі - "секвенаторі" (англ. "sequence" - послідовність), що дає змогу досить швидко аналізувати пептидні ланцюги.
Сучасним методом, що дає можливість мітити та ідентифікувати N-кінцеві амінокислотні залишки в пептидах та білках, є також застосування дансилхлориду:
Дансилхлорид здатен реагувати з N-кінцевою амінокислотою, утворюючи дансильну похідну ("дансилування пептидів"). Після гідролітичного розщеплення всіх пептидних зв'язків у досліджуваному пептиді дансилована амінокислота може бути виділена та ідентифікована завдяки її специфічній флуоресценції.
Для ідентифікації С-кінцевих амінокислот у білках та пептидах застосовують гідразиноліз за Акаборі. Згідно з цим методом, досліджуваний поліпептид обробляють гідразином NH2 - NH2, що веде до розщеплення пептидних зв'язків і утворення гідразидів усіх амінокислот крім С-кінцевої. С-Кінцева амінокислота лишається у вільному стані і може бути виділена з реакційної суміші та ідентифікована.
Використання вищенаведених методів у поєднанні з різними способами розділення пептидів і амінокислот дало змогу встановити первинну структуру багатьох пептидів та білків, зокрема інсуліну (51 амінокислота), міоглобіну (153 амінокислоти), гемоглобіну (574 амінокислоти), рибонуклеази (124 амінокислоти), аспартат-трансамінази (412 амінокислот) тощо. Первинна структура біологічно важливих пептидів. Пептидами є різноманітні фізіологічно активні сполуки, що містяться в біологічних рідинах та клітинах певних організмів, зокрема трипептид глутатіон, деякі гормони та медіатори нервової системи (окситоцин, вазопресин, нейро-пептиди тощо), регулятори імунокомпетентних клітин (інтерлейкіни, тимопоетини).
До пептидів належать також деякі природні токсини, що мають отруйну дію або використовуються як високоефективні лікарські засоби та інструменти фармакологічного аналізу (токсини бджіл, отруйних рослин та комах, нейротоксини з організму рептилій тощо).
Глутатіон - трипептид, що зустрічається в усіх живих клітинах, плазмі крові, еритроцитах і бере участь в окисно-відновних реакціях.
Утворення глутатіону:
Окситоцин і вазопресин - циклічні пептиди з дев'яти амінокислотних залишків (нонапептиди), що належать до гормонів задньої частки гіпофіза (нейрогіпофіза).
Енкефаліни (Мет-енкефалін та Лей-енкефалін) - представники так званих опіоїдних пептидів, тобто сполук, що впливають на морфінні (опіатні) рецептори головного мозку. Ці біологічно активні сполуки пригнічують відчуття болю, викликають стан психічного задоволення, ейфорію:
Тир - Глі - Глі - Фен - Мет;
Мет-енкефалін
Тир - Глі - Глі - Фен - Лей.
Лей-енкефалін
Тафцин і тимулін - пептиди, що регулюють функцію імунної системи, зокрема Т-лімфоцитів:
Тре - Ліз - Про - Apr;
Тафцин
Глу - Ала - Ліз - Сер - Глн - Глі - Глі - Сер - Асн.
Тимулін
Вивчення первинної структури білків та пептидів дає можливість з'ясовувати причину спадкових захворювань, що виникають внаслідок генних мутацій і синтезу в організмі аномальних білкових молекул. Наприклад, вивчення первинної структури гемоглобіну людей, хворих на серпоподібно-клітинну анемію, встановило, що при цьому захворюванні гемоглобін еритроци-тів відрізняється від нормального лише тим, що в Б-поліпептид-ному ланцюгу залишок глутамінової кислоти замінений на залишок валіну. Така заміна призводить до втрати біологічних властивостей гемоглобіну. Вивчення гемоглобінопатій - захворювань, які супроводжуються порушенням функцій гемоглобіну - транспортного білка крові, що переносить О2 і СО2, сприяло відкриттю майже 100 патологічних форм гемоглобіну. Кожна з цих форм характеризується заміною одного залишку амінокислоти в А- або S-поліпептидному ланцюгу цього білка. (^Вториннаструктура білішу - це просторова конфігурація поліпептидного ланцюга переважно у вигляді а-спіраді, складчастої Р-структури або інших утворів.
На основі рентгеноструктурних досліджень поліпептидів і білків Л. Полінг і Р. Корі встановили, що в складі природних глобулярних білків поліпептидні ланцюги можуть утворювати а-спі-раль (рис. 6), в якій на один виток припадає 3,6 залишку амінокислоти. Крок спіралі - відстань між витками - дорівнює 0,54 нм, кут підйому витка - 26°, висота одного залишку амінокислоти становить 0,15 нм. Радикали залишків амінокислот знаходяться на поверхні спіралі. Вирішальну роль у стабілізації а-спіралі
Рис.. Схема ?-структури поліпептидних ланцюгів молекули білка.
відіграють водневі зв'язки. На утворення а-спіралі впливає також розташування бічних радикалів залишків амінокислот.
Утворенню спіралі сприяють такі амінокислоти, як аланін, валін, лейцин, метіонін, фенілаланін, тирозин, триптофан, гістидин, особливо коли вони розміщені підряд у поліпептидному ланцюгу. Навпаки, лізин, аргінін, серин, треонін, аспарагінова і глутамінова кислоти впливають дестабілізуюче на а-спіраль. Зокрема, поліпептиди, до складу яких входить лізин, не утворюють а-спіраль при рН = 7, оскільки радикали цієї амінокислоти в нейтральному середовищі мають позитивний заряд, що не дає їм змоги зближуватись. При цьому сила взаємного відштовхування перевищує сили водневих зв'язків, необхідних для утворення а-спіралі.
Ступінь спіралізації поліпептидних ланцюгів білка залежить від його первинної структури. Так, молекули гемоглобіну і міоглобіну спіралізовані на 75 %, альбуміну сироватки крові - на 50 %, пепсину - на 28 %, а хімотрипсину - лише на 14 %. Неспіралізовані ділянки поліпептидного ланцюга утворені р-структурами або невпорядкованими, аморфними перехо-дами.
Крім а-спіралі поліпептиднийланцюг може формувати іншу впорядковану конформацію, яка дістала назву р-структури, або складчастого шару. р-Структура утворюється поліпептидними ланцюгами, які розміщені паралельно і сполучаються між собою за рахунок водневих зв'язків між поліпептидними групами, розміщеними поруч (рис. 7).
?-Структура найбільш поширена в білках опорних тканин - колагені (білок сполучної тканини, сухожилля, шкіри), фіброїні (білок шовку), кератині (білок волосся). У багатьох білках одночасно зустрічаються ділянки а-спіралі і р-структури. Наприклад, фермент рибонуклеаза містить у своєму складі 26 % ? -спіралізованих ділянок і 35 % - ? -структури, лізоцим - відповідно 40 і 12 %, хімотрипсин - 14 і 45
Loading...

 
 

Цікаве