Изменение аминокислот последовательности белков

Важная и проверенная информация на тему: "изменение аминокислот последовательности белков" от профессионалов для спортсменов и новичков.

Особенности аминокислотного состава некоторых белков

Белок Преобладающие аминокислоты
Протамины* — простые белки, содержажащиеся в молоках рыб до 85 % аргинина
Фиброин – белок натурального шелка до 50 % глицина
Гемоглобин богат гистидином (до 8%)
Коллаген – белок сухожилий в составе редкие аминокислоты – гидроксипролин, гидроксилизин

* — в данных белках отсутствуют циклические, кислые, серосодержащие аминокислоты, треонин, лизин

Даже незначительные изменения аминокислотной последовательности в белке приводят к серьезным нарушениям его функций. Например, точечные (единичные) замены аминокислот в коллагене (наиболее распространенный белок млекопитающих, составлят до 30 % всех белков организма и участвует в структурной организации кровеносных сосудов и большинства органов) приводят к изменениям физических свойств соединительной ткани, влекущим за собой тяжелые заболевания, такие как синдром Эллерса-Данлоса (наследственное заболевание, гиперподвижность суставов, кожи), синдром Марфана (наследственное заболевание, наблюдаются изменения в органах опорно-двигательного аппарата, органах зрения и сердечно-сосудистой системе).

Вторичная структура

– способ укладки полипептидной цепи в упорядоченную форму за счет системы водородных связей. Различают две формы вторичной структуры белка:

— спиральную, возникающую в одной цепи — правозакрученная α-спираль;

— слоисто-складчатую между смежными полипептидными цепями — β-складчатая структура.

На один виток α-спирали в среднем приходится 3,7 аминокислотных остатка. Шаг спирали составляет 0,54 нм, диаметр — 0,5 нм. Плоскости двух соседних пептидных групп располагаются при этом под углом 108˚. Боковые радикалы α–аминокислот находятся на наружной стороне спирали и направлены от поверхности цилиндра. Основную роль в закреплении такой конформации цепи играют водородные связи, которые в α-спирали образуются между атомом кислорода карбонильного фрагмента пептидной группы каждого первого аминокислотного остатка и атомом водорода — NH-фрагмента пептидной группы каждого пятого аминокислотного остатка. Помимо водородных связей, спирализации могут способствовать и некоторые ковалентные связи. Например, дисульфидные мостики, образованные молекулами цистеина, в α-кератинах — белках, формирующих наружные защитные покровы позвоночных (волосы, шерсть, ногти). Для выполнения своих функций и обеспечения прочности α-спирали таких белков могут быть сшиты между собой, образуя суперспираль в виде скрученных одна вокруг другой сверхпрочных нитей, например, в коллагене.

Некоторые α-аминокислоты в силу строения бокового радикала препятствуют спирализации цепи:

— пролин не содержит атома водорода в составе пептидной группы и, следовательно, не может образовывать водородную связь. Поэтому в тех участках, где имеются звенья пролина, белковая цепь теряет способность к спирализации (деспирализуются) и изгибается;

— остатки глутаминовой и аспарагиновой кислот, расположенные рядом, за счет взаимного отталкивания –СОО — -групп, несущих отрицательный заряд при физиологических значениях рН;

— остатки лизина и аргинина, расположенные рядом, за счет отталкивания положительных зарядов диссоциированных аминогрупп.

— аминокислоты с объемными радикалами, расположенные рядом.

При формировании групповой β-складчатой структуры полипептидные цепи могут располагаться как параллельно (цепи имеют одинаковое направление от N- к С-концу), так и антипараллельно (цепи имеют противоположное напралвение от N- к С-концу). Типичным представителем белков, построенных по типу складчатого листа, являются β-кератины (волосы, роговая ткань, белок паутины, β-фиброин шелка).

Для формирования складчатой структуры β-кератина имеет значение очень высокое содержание глицина и аланина — аминокислот с малыми по объему радикалами, что обеспечивает плотное прилегание друг к другу цепей, формирующих групповой складчатый листок. Так, в фиброине шелка, образующего прочные нити, каждый второй аминокислотный остаток — глицин.

Вторичные структуры, в частности α-спираль и β-структура, возникают самопроизвольно вследствие того, что данный белок имеет определенный аминокислотный состав и определенную аминокислотную последовательность (просматривается связь между первичной и вторичной структурой, а также функцией белков). При этом следует отметить, что α-спираль и β-структура не являются взаимоисключающими способами пространственной организации полипептидной цепи в рамках одной белковой молекулы.

Характерная вторичная структура белка – это его наиболее устойчивая форма при заданных биологических условиях, приспособленная к выполнению специфических биологических функций.

Для глобулярных белков свойственны еще два уровня организации: сверхвторичная – характеризует энергетически предпочтительные агрегаты вторичной структуры и домены – части белка, представляющие собой достаточно обособленные глобулярные области.

третичная структура – специфическая укладка упорядоченных (регулярных) и неупорядоченных (аморфных) участков полипептидной цепи в компактное тело. По форме третичной структуры белки делятся на фибриллярные — нити и глобулярные — шароподобные. Последние более компактны по сравнению с фибриллярными.

Третичная структура белковой молекулы возникает автоматически в результате самоорганизации полипептидной цепи в соответствии с ее первичной и вторичной структурами, а также с параметрами (составом) окружающей среды. Движущей силой, свертывающей полипептидную цепь белка в строго определенное трехмерное образование, является взаимодействие аминокислотных радикалов между собой и с молекулами окружающей среды. При этом в водных растворах гидрофобные заместители вталкиваются внутрь белковой молекулы, образуя там сухие зоны, а гидрофильные — ориентируются в сторону водной среды. В некоторый момент достигается энергетически выгодная для водной среды конформация молекулы и такая конформация белковой молекулы стабилизируется межмолекулярными связями.

четвертичная структура – ассоциация нескольких полипептидных цепей (субъединиц) с определенной конформацией в стабильный агрегат, не имеющий ковалентных связей. Представляет собой единое целое и выполняет биологическую функцию, не свойственную отдельно взятым субъединицам.

Читайте так же:  Определенная последовательность аминокислот в полипептидной цепи

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Определение аминокислотной последовательности в белке

Определение N-концевой аминокислоты в белке и последовательности аминокислот в олигопептидах

Фенилизотиоционат (ФИТЦ) — реагент, используемый для определения N-концевой аминокислоты в пептиде. Он способен реагировать с α-аминогруппой и α-карбоксильной группой свободных аминокислот, а также с N-концевой аминокислотой в пептидах (см. схему ниже).

В результате взаимодействия с N-концевой аминокислотой полипептида образуется фенил-тиогидантионовое производное, в котором дестабилизирована пептидная связь между α-карбоксильной группой N-концевой аминокислоты и α-аминогруппой второй аминокислоты в пептиде. Эта связь избирательно гидролизуется без повреждения других пептидных связей.

После реакции выделяют комплекс ФИТЦ-АК1, идентифицируют его хроматографическими методами. ФИТЦ можно использовать вновь с укороченным пептидом, полученным в предыдущем цикле, для определения следующей аминокислоты. Этот процесс ступенчатого расщепления пептида с N-конца был автоматизирован и реализован в приборе — секвенаторе, с помощью которого можно определять последовательность аминокислотных остатков в олигопептидах, состоящих из 10-20 аминокислот.

Многие полипептиды имеют первичную структуру, состоящую более чем из 100 аминокислот. Так как с помощью секвенаторов наиболее продуктивно определяют аминокислотную последовательность лишь небольших пептидов, молекулы полипептида расщепляют по специфическим местам на фрагменты.

Используя несколько разных расщепляющих агентов (ими могут быть ферменты или химические вещества) в разных пробах очищенного полипептида, можно получить частично перекрывающие друг друга фрагменты с установленной аминокислотной последовательностью. С их помощью можно воссоздать правильный порядок фрагментов и получить полную последовательность аминокислот в полипептидной цепи.

Ферментативное расщепление полипептида по специфическим участкам

Для специфического расщепления пептидных связей в белке можно использовать несколько разных ферментов. Наиболее широко используют ферментативный гидролиз полипептида протеолитическим ферментом — трипсином, который относят к группе пищеварительных ферментов (его вырабатывает поджелудочная железа). Фермент обладает высокой специфичностью действия. Он расщепляет пептидные связи, в образовании которых участвует карбоксильная группа остатков лизина или аргинина.

Исходя из установленного количества остатков лизина и аргинина, можно предсказать количество получаемых при гидролизе трипсином фрагментов. Так, если в полипептидной цепи 6 остатков аргинина и лизина, то при расщеплении трипсином можно получить 7 фрагментов. Затем в каждом фрагменте устанавливают аминокислотную последовательность.

Химическое расщепление полипептида по специфическим участкам

В некоторых случаях предпочтителен не ферментативный, а химический гидролиз. Так, реагент бромциан расщепляет только пептидные связи, в которых карбоксильная группа принадлежит остатку метионина. Зная количество остатков метионина в полипептидной цепи, легко установить количество получаемых фрагментов. Далее для каждого фрагмента в секвенаторе также устанавливают аминокислотную последовательность.

Получение аминокислотной последовательности полипептида с помощью перекрывающихся фрагментов

Для успешного установления последовательности полученных фрагментов полипептида необходимо получить пептиды с перекрывающимися аминокислотными последовательностями. Это достигают обработкой отдельных проб данного полипептида разными реагентами, расщепляющими белок в разных местах. Необходимо провести столько расщеплений, чтобы получить набор пептидов, обеспечивающих перекрывание всех участков, необходимых для определения последовательности исходного полипептида.

Рис. 4. Установление первичной структуры белка с помощью перекрывающихся пептидных фрагментов.

4. Отдельные представители пептидов: аспартам, глутатион.

Один из наиболее распространенных представителей трипептидов — глутатион — содержится в организме всех животных, в растениях и бактериях.

Цистеин в составе глутатиона обусловливает возможность существования глутатиона как в восстановленной, так и окисленной форме.

Глутатион участвует в ряде окислительно-восстановительных процессов. Он выполняет функцию протектора белков, т.е. вещества, предохраняющего белки со свободными тиольными группами SH от окисления с образованием дисульфидных связей -S-S-. Это касается тех белков, для которых такой процесс нежелателен. Глутатион в этих случаях принимает на себя действие окислителя и таким образом «защищает» белок. При окислении глутатиона происходит межмолекулярное сшивание двух трипептидных фрагментов за счет дисульфидной связи. Процесс обратим.

Аспартам — дипептид, состоящий из остатков L-аспарагиновой кислоты и метилового эфира L-фенилаланина, используется в качестве заменителя сахара – низкокалорийной пищевой добавки. Почти в 200 раз слаще сахарозы.

Дата добавления: 2015-05-26 ; просмотров: 3998 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Изменение аминокислот последовательности белков

Изменение аминокислотной последовательности белков

Лучший ответ:

Генетическая информация о структуре белка заложена в молекуле ДНК, которая находится в ядре клетки, далее идет синтез белка в 2 этапа.1 этап наз транскрипция (происходит считывание информации с молекулы ДНК на молекулу иРНК. иРНК выходит с данной информацией в цитоплазму к рибосомам, где будет происходить синтез белка. иРНК приносит информацию, тРНК по принципу комплиментарности приносит аминокислоту, а рРНК , находясь в рибосомах собирают аминокислоты в полипептидную цепь.

Другие вопросы:

Какова связь истории и искусство? Помогите пожалуйста

Письмо другу на английском про то как я перешла в новую школу

Изменение аминокислот последовательности белков

Изменение аминокислотный последовательности белков

Лучший ответ:

Строение белков
Белки — высокомолекулярные органические соединения, состоящие из остатков α-аминокислот.
В состав белков входят углерод, водород, азот, кислород, сера. Часть белков образует комплексы с другими молекулами, содержащими фосфор, железо, цинк и медь.
Белки обладают большой молекулярной массой: яичный альбумин — 36 000, гемоглобин — 152 000, миозин — 500 000. Для сравнения: молекулярная масса спирта — 46, уксусной кислоты — 60, бензола — 78.
Аминокислотный состав белков

Биология в лицее

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ

Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation

Пластический обмен

(ассимиляция) — совокупность химических процессов в живом организме, направленных на образование и обновление структурных частей клеток и тканей.

В ходе пластического обмена простые вещества, неспецифические для данного организма, превращаются в сложные соединения, которые способны выполнять специфические функции, характерные для данного организма.

Читайте так же:  Аминокислоты входящие в состав организма

Примером процесса ассимиляции служит биосинтез белков.

Биосинтез, осуществляемый в процессе обмена веществ, всегда идет с потреблением энергии. Биосинтез, например, простых углеводов у зеленых растений происходит за счет энергии света. Биосинтез белков идет с потреблением энергии химических связей в органических веществах.

Главным поставщиком энергии для биосинтеза служит аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Ферменты, отщепляя остатки фосфорной кислоты от молекул АТФ, обеспечивают выделение энергии и тем создают возможность ее использования для биосинтеза.

В биосинтезе молекул белка участвуют разные аминокислоты, многочисленные ферменты, рибосомы и разные РНК (рРНК – рибосомная, тРНК – транспортная и иРНК – информационная).

Характер биосинтеза определяется наследственной информацией, закодированной в определенных участках ДНК хромосом – в генах

. Гены содержат информацию об очередности аминокислот того или иного синтезируемого белка, иными словами, кодируют его первичную структуру. Молекулы иРНК передают этот код для биосинтеза.

Схематически процесс биосинтеза можно представить так:

Перенос генетической информации в виде копий ДНК из ядра в рибосому осуществляет информационная РНК.

Этот процесс происходит в ядре. Благодаря действию ферментов участок ДНК раскручивается, и вдоль одной из цепей по принципу комплементарности

, т. е. избирательного соответствия, выстраиваются нуклеотиды. Соединяясь между собой, они образуют полинуклеотидную цепочку иРНК.

После этого происходит так называемое созревание, когда с участием ферментов вырезаются внутренние участки молекулы, а оставшиеся фрагменты «сшиваются» в одну линейную структуру. В результате образуется иРНК.

[2]

При этом разные ферменты способны вырезать разные участки РНК, и таким образом образуются разные иРНК. Смысл созревания иРНК заключается в том, что на основе информации одного гена возможен синтез нескольких иРНК, а в дальнейшем и разных белков.

Образовавшаяся таким образом новая информационная цепь иРНК оказывается точной копией генетической информации, «списанной» с ДНК как с матрицы. Этот процесс называется транскрипцией

(лат. transcriptio – «переписывание»).

Транскрипция – первый этап биосинтеза белка. На этом этапе происходит «списывание» генетической информации путем создания иРНК.

Образовавшаяся иРНК выходит из ядра в цитоплазму через поры в ядерной оболочке и вступает в контакт с многочисленными рибосомами.

[3]

Рибосома

– уникальный «сборочный аппарат». Рибосома скользит по иРНК как по матрице и в строгом соответствии с последовательностью расположения ее нуклеотидов выстраивает определенные аминокислоты в длинную полимерную цепь белка. Порядок аминокислот в этой цепи соответствует генетической информации, скопированной («списанной») с определенного участка ДНК. «Считывание» информации с иРНК и создание при этом полимерной цепи белка называется трансляцией (лат. translatio – «передача»). В процессе трансляции информация о строении будущего белка, записанная в виде последовательности нуклеотидов в молекулах иРНК, переводится с нуклеотидного кода в последовательность аминокислот в синтезируемых белках. Трансляция («считывание») происходит в цитоплазме клетки.

«Считывание» (трансляция) генетической информации с иРНК и создание (сборка) полимерной цепи на рибосомах – второй этап биосинтеза белка.

Аминокислоты доставляются к рибосомам с помощью транспортных РНК (тРНК)

, которые, находясь в цитоплазме в свободном состоянии и в большом количестве, обеспечивают создание полимерной молекулы белка.

Для каждой аминокислоты требуется своя тРНК, комплементарная определенному участку иРНК. Такой участок всегда представлен триплетом – сочетанием трех нуклеотидов, называемым кодоном

. В свою очередь, и каждая аминокислота, входящая в белок, тоже закодирована определенным сочетанием трех нуклеотидов ( антикодон), по которым они и находят друг друга.

(Внимание! Данное интерактивное задание содержит ошибки! Найдите их!)

Многие аминокислоты кодируются не одним, а несколькими триплетами. В то же время известны три триплета, которые не кодируют ни одной аминокислоты ( стоп-кодоны —

УАА, УАГ и УГА). Эти триплеты прерывают синтез белковой цепочки.

Генетический код

Видео (кликните для воспроизведения).

— это свойственный всем живым организмам единый способ кодирования аминокислотной последовательности белков при помощи последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК.

Генетический триплетный код биосинтеза молекул белка был расшифрован в 1965 г. Из 4 типов нуклеотидов можно составить 64 триплетных сочетания. В построении белков участвует всего 20 аминокислот. Но генов в ДНК хромосом очень много, поэтому в клетке может синтезироваться много различных белков. Значительная их часть – ферменты.

Изменение последовательности нуклеотидов (мутация) может привести к изменению аминокислот в белке. Такой белок приобретает новые свойства и может оказывать значительное влияние на жизнедеятельность организма – как положительное, так и отрицательное.

Обычно вдоль одной молекулы иРНК движется сразу несколько рибосом, при этом одновременно синтезируется несколько молекул белка.

Срок жизни иРНК – от двух минут у бактерий до многих дней у высших организмов. В конце концов ферменты разрушают иРНК до отдельных нуклеотидов. Нуклеотиды затем используются для синтеза новых РНК. Расщепляя и синтезируя иРНК, клетка строго регулирует синтез белков, их тип и количество.

Процесс биосинтеза молекул белков осуществляется только в живой клетке.

Определение N-концевой аминокислоты в белке и последовательности аминокислот в олигопептидах

Изучение первичной структуры белков имеет важное общебиологическое и медицинское значение. Изучая порядок чередования аминокислотных остатков в индивидуальных, можно выявить общие фундаментальные закономерности формирования пространственной структуры белков.многие генетические болезни — результат нарушения в аминокислотной последовательности белков. Информация о первичной структуре нормального и мутантного белка может быть полезна для диагностики и прогнозирования развития заболевания.

Установление первичной структуры белков включает 2 основных этапа:

определение аминокислотного состава изучаемого белка;

Читайте так же:  Глютамин для набора мышечной массы

аминокислотной последовательности в белке.

Например, при серповидноклеточной анемии в шестом положении β-цепи гемоглобина происходит замена глутаминовой кислоты на валин. Это приводит к синтезу гемоглобина S (HbS) – такого гемоглобина, который в дезоксиформеполимеризуется и образует кристаллы. В результате эритроциты деформируются, приобретают форму серпа, теряют эластичность и при прохождении через капилляры разрушаются. Это в итоге приводит к снижению оксигенации тканей и их некрозу.

Последовательность и соотношение аминокислот в первичной структуре определяет формирование вторичной, третичнойи четвертичнойструктур.

8. Вторичная структура белкапространственная структура, образующаяся в результате взаимодействий между функциональными группами, входящими в состав пептидного остова.регулярные структуры двух типов: а-спираль и б-структура.

Вторичная структура образуется только при участии водородных связей между пептидными группами: атом кислорода одной группы реагирует с атомом водорода второй, одновременно кислород второй пептидной группы связывается с водородом третьей и т.д.

α-Спираль

пептидный остов закручивается в виде спирали за счёт образования водородных связей между атомами кислорода карбонильных групп и атомами азота аминогрупп. Водородные связи ориентированы вдоль оси спирали. На один виток а-спирали приходится 3,6 аминокислотных остатка.

В образовании водородных связей участвуют практически все атомы кислорода и водорода пептидных групп. В результате ?-спираль «стягивается» множеством водородных связей. связи относят к слабых, их количество обеспечивает максимально возможную стабильность ?-спирали. гидрофильность ?-спиралей уменьшается, а их гидрофобность увеличивается.

?-Спиральная структура — наиболее устойчивая конформация пептидного остова, отвечающая минимуму свободной энергии. В результате образования ?-спиралей полипептидная цепь укорачивается.

Радикалы аминокислот находятся на наружной стороне ?-спирали и направлены от пептидного остова в сторонынекоторые из них могут нарушать формирование ?-спирали. К ним относят:

пролин. Его атом азота входит в состав жёсткого кольца, что исключает возможность вращения вокруг -N-CH- связи. Кроме того, у атома азота пролита, образующего пептидную связь с другой аминокислотой, нет атома водорода. В результате пролин не способен образовать водородную связь в данном месте пептидного остова, и ?-спиральная структура нарушается. Обычно в этом месте пептидной цепи возникает петля или изгиб;

участки, где последовательно расположены несколько одинаково заряженных радикалов, между которыми возникают электростатические силы отталкивания;

участки с близко расположенными объёмными радикалами, механически нарушающими формирование ?-спирали, например метионин, триптофан

β-Складчатый слойСтруктура формируется за счёт образования множества водородных связей между атомами пептидных групп линейных областей одной полипептидной цепи, делающей изгибы, или между разными полипептидными цепями, ?-Структура образует фигуру, подобную листу, сложенному «гармошкой» Когда водородные связи образуются между атомами пептидного остова различных полипептидных цепей, их называют межцепочечными связями. Водородные связи, возникающие между линейными участками внутри одной полипептидной цепи, называют внутрицепочечными. В ?-структурах водородные связи расположены перпендикулярно полипептидной цепи.

Если связанные полипептидные цепи направлены противоположно, возникает антипараллельная ?-структура, если же N- и С-концы полипептидных цепей совпадают, образуется структура параллельного ?-складчатог

9. Третичная структура – это укладка полипептидной цепи в глобулу («клубок»). Четкой границы между вторичной и третичной структурами провести нельзя, в основе третичной структуры лежат стерические взаимосвязи между аминокислотами, отстоящими далеко друг от друга в цепи. Благодаря третичной структуре происходит еще более компактное формирование цепи. В стабилизации третичной структуры белка принимают участие:

ковалентные связи (между двумя остатками цистеина — дисульфидные мостики);

ионные связи между противоположно заряженными боковыми группами аминокислотных остатков;

гидрофильно-гидрофобные взаимодействия. При взаимодействии с окружающими молекулами воды белковая молекула «стремится» свернуться так, чтобы неполярные боковые группы аминокислот оказались изолированы от водного раствора; на поверхности молекулы оказываются полярные гидрофильные боковые группы.

Связь с первичной структурой.Третичная структура в значительной степени предопределена первичной структурой. Усилия по предсказанию третичной структуры белка основываясь на первичной структуре известна как задача предсказания структуры белка. Однако, окружающая среда, в которой белок сворачивается существенно определяет конечную форму, но обычно непосредственно не принимается во внимание текущими методами предсказания. Большинство таких методов полагаются на сравнения с уже известными структурами, и таким образом включают окружающую среду косвенно.Супервторичная структура белков. сравнение конформаций разных по структуре и функциям белков выявило наличие у них похожих сочетаний элементов вторичной структуры. Такой специфический порядок формирования вторичных структур называют супервторичной структурой белков.она формируется за счёт межрадикальных взаимодействий. Определённые характерные сочетания а-спиралей и б-структур часто обозначают как «структурные мотивы».

Последнее изменение этой страницы: 2017-01-24; Нарушение авторского права страницы

Изменение аминокислотной последовательности белков

Ответы на вопрос

генетическая информация о структуре белка заложена в молекуле днк, которая находится в ядре клетки, далее идет синтез белка в 2 этапа.

1 этап наз транскрипция (происходит считывание информации с молекулы днк на молекулу ирнк. ирнк выходит с данной информацией в цитоплазму к рибосомам, где будет происходить синтез белка. ирнк приносит информацию, трнк по принципу комплиментарности приносит аминокислоту, а ррнк , находясь в рибосомах собирают аминокислоты в полипептидную цепь.

1)3)4) это связано с прямохождением человека, соответственно давлением на тела позвонков происходит по вертикали у человека, а у обезьяны по горизонтали. масса позвонков отличается из-за давления верхних отделов и черепа на шейный отдел. опять таки таз в форме чаши в виду прямохождения, т.к. внутренние органы также давят сверху вниз, а у обезьян они провисают в живот, поэтому у них большие животы.

2) гребни нужны для крепления мышц, у обязьн развит плечевой пояс, трапецевидная мышца и мышцы шеи за счет частой работы лапами.

Читайте так же:  Какие витамины нужны детям

кости скелета постоянно выдерживают большие нагрузки.

органические вещества 35% неорганические вещества 65%

белок -коллаген са, мg,р; н о

и эластичность твёрдость и хрупкость

каждая кость состоит из нескольких видов тканей, но основу кости составляет костная ткань.

тому, что вещество кости состоит из костных пластин, кость получается лёгкой и прочной.

сверху кость покрыта надкостницей, она богата нервами и , проникающими в глубь кости.

утолщения длинных трубчатых костей покрыто хрящом. рост кости происходит: в толщину (или ширину) за счёт деления клеток надкостницы, а в длину за счёт деления клеток хряща.

Изменение аминокислотной последовательности белков

генетическая информация о структуре белка заложена в молекуле днк, которая находится в ядре клетки, далее идет синтез белка в 2 этапа.

1 этап наз транскрипция (происходит считывание информации с молекулы днк на молекулу ирнк. ирнк выходит с данной информацией в цитоплазму к рибосомам, где будет происходить синтез белка. ирнк приносит информацию, трнк по принципу комплиментарности приносит аминокислоту, а ррнк , находясь в рибосомах собирают аминокислоты в полипептидную цепь.

дыхание,наряду с приёмом пищи,является важнейшей функцией для поддержания жизнедеятельности организма животного.но если без пищи и воды организм ещё может существовать продолжительное время,то при прекращении дыхания функционирование организма прекращается в короткое время.для чего же нужно дыхание животному? делая вдох животное набирает в легкие воздух,а в составе воздуха основной его компонет,для поддержания жизнедеятельности,кислород.легкие опутаны тончайшей сеткой кровеносных сосудов,через которые в легкие поступает кровь.в легких кровь освобождается от углекислого газа,продукта жизнедеятельности клеток, и насыщается кислородом необходимым для продолжения этой жизнедеятельности.делая выдох животное выводит из организма продукты его жизнедеятельности,и все повторяется заново вдох-выдох пока организм жив.при усилении нагрузки на тело животного,перенесение тяжестей,ускорение движения,организм требует больше кислорода и тогда дыхание учащается,чем больше нагрузка-тем чаще дыхание.в состоянии покоя нагрузка на тело животного минимальна и частота дыхания падает до минимума

человеческие эритроциты более продвинутые, т.к. не имеют ядра (ядро требует много энергии).

эритроциты человека имеют двояковогнутю форму, что увеличивает их площадь и соответственно количество переносимого о2/со2.

Изменение аминокислот последовательности белков

В 1953 г. Фредерик Сэнгер ( Sanger ) определил последовательность аминокислот в белковом гормоне — инсулине (рис. 2.25). Эта работа представляет собой веху в развитии биохимии, ибо в ней впервые было показано, что белок имеет строго определенную последовательность аминокислот. Кроме того, это достижение послужило стимулом для других исследователей подвергнуть аналогичному анализу большое множество белков. И действительно, к настоящему времени установлена полная последовательность аминокислот у нескольких сотен белков. Самое поразительное, что каждый белок имеет уникальную, точно определенную последовательность аминокислот. В серии остроумных работ, проведенных в конце50-х-начале 60-х годов было обнаружено, что последовательность аминокислот в белках детерминирована генетически. Последовательность нуклеотидов в ДНК-веществе наследственности — определяет комплементарную последовательность нуклеотидов в РНК, а последняя в свою очередь определяет последовательность аминокислот в белке (гл. 25). Более того, синтез всех белков из соответствующих аминокислот имеет единый механизм.

Рис. 2.25. Последовательность аминокислот в инсулине крупного рогатого скота

Белки-называют также протеинами. Последний термин, введенный Барцелиусом в 1838 г., подчеркивает важное значение этого класса веществ. Термин образован от греческого слова рго t е ios , что означает «первостепенный». Термин «протеин» введен Мулдером (Lieben F. Geschichte der Physiologischen Chemie, Leipzig und Wien, I. Deutike, 1935, s. 359).- Прим. ред .

2.7. Экспериментальные методы определения последовательности аминокислот

Рассмотрим сначала, как можно определить последовательность аминокислот в коротком пептиде. Допустим, что пептид состоит из 6 аминокислотных остатков, расположенных в следующей последовательности: А l а-С l у-А s р-Р h е-А rg — Gly . (Для обозначения аминокислот использованы общепринятые сокращения, приведенные в табл. 2.1, стр. 23.) Прежде всего необходимо определить аминокислотный состав пептида. Для этого его гидролизуют до составляющих аминокислот нагреванием до 110°С в течение 24 ч в 6 н. НС l . Далее аминокислоты полученного гидролизата разделяют методом ионообменной хроматографии на колонке с сульфонированным полистиролом. Фракционированные аминокислоты определяют по окраске, образующейся при нагревании с нингидрином: α-аминокислоты дают с нингидрином интенсивное синее окрашивание, а иминокислоты, например, пролин-желтое. Метод ионообменной хроматографии обладает высокой чувствительностью:

с его помощью можно определить даже один микрограмм аминокислоты, т. е. примерно столько, сколько содержится в одном отпечатке пальца. Количество аминокислоты пропорционально оптической плотности раствора после нагревания с нингидрином. Если требуется определить еще меньшие количества аминокислоты — порядка нескольких нанограммов, то используют флуорескамин, который реагирует с α-аминогруппой, образуя сильно флуоресцирующее соединение. О природе аминокислоты судят по объему элюции, т. е. по объему буфера, использованному для вымывания данной аминокислоты с колонии (рис. 2.26). Сравнение результатов хроматографии гидролизата со стандартной смесью аминокислот свидетельствует о том, что исследуемый пептид имеет следующий аминокислотный состав:

Скобки показывают, что речь идет о составе, а не последовательности аминокислот в пептиде.

Рис. 2.26. Аминокислоты, содержащиеся в гидролизате белка, разделяют методом ионообменной хроматографии на сульфонированном полистироле (например, дауэкс-50). Для элюции аминокислот с колонки используют буферы с возрастающим значением pH. Первым снимается с колонки аспартат, имеющий кислотную боковую цепь; аргинин с основной боковой цепью элюируется последним. По оси ординат отложено поглощение

Рис. 2.27. Определение N-концевого остатка пептида. Пептид метят фтординитробензолом (реактив Сэнгера) и затем гидролизуют. ДНФ-производное аминокислоты (в приведенном примере ДНФ-аланин) идентифицируют по хроматографическим характеристикам

Читайте так же:  Топ лучших жиросжигателей для мужчин

Для определения в белке или пептиде концевого остатка, несущего аминогруппу, его метят с помощью соединения, образующего стабильную ковалентную связь с азотом аминогруппы (рис. 2.27). Впервые для этой цели Сэнгер использовал фтординитробензол (ФДНБ), реагирующий с незаряженной α-NН2-группой с образованием динитрофенильного (ДНФ) производного пептида желтого цвета. Связь между ДНФ и концевой аминогруппой стабильна в условиях, используемых для гидролиза пептидных связей. Поэтому при гидролизе ДНФ-производного пептида А l а-С l у-А s р-Р h е- Gly в 6 н. НС l высвобождается ДНФ-аминокислота, которую можно идентифицировать хроматографически как ДНФ-аланин.

Для идентификации N-концевых аминокислот в настоящее время часто используют дансилхлорид, который при взаимодействии с аминогруппой дает стабильное, интенсивно флуоресцирующее сульфамидное производное. Этот метод позволяет выявить N-концевую аминокислоту (после кислотного гидролиза пептидных

связей), присутствующую в таком незначительном количестве, как несколько нанограммов.

Рис. 2.28. Деградация по Эдману. От пептидной цепи отщепляют меченый N-концевой остаток аминокислоты (ФТГ-аланин на первой ступени деградации). Остаток пептидной цепи при этом не гидролизуется. На второй ступени деградации определяют следующий N-концевой аминокислотный остаток. Еще три ступени деградации по Эдману позволят установить всю последовательность аминокислот во взятом пептиде

Стратегию анализа последовательности аминокислот в белках можно определить, как «разделяй и властвуй». Белок подвергают специфическому расщеплению на более короткие пептиды, последовательность аминокислот в которых определяют по Эдману. Специфическое расщепление можно производить химическими или ферментативным методами. Так, Б. Уиткоп (В. Witkop ) и Э. Гросс (Е. Gross ) обнаружили, что бромистый циан ( CNBr ) расщепляет полипептидную цепь только по пептидной связи, образованной карбоксильной группой остатка метионина (рис. 2.29). Если в белке содержится 10 метиониновых остатков, то после обработки бромистым цианом обычно получается 11 пептидов. Высокоспецифическое расщепление достигается также с помощью трипсина-протеолитического фермента поджелудочной железы. Трипсин расщепляет полипептидные цепи по пептидной связи, образованной карбоксильной группой остатков аргинина и лизина (рис. 2.30). В результате белок, содержащий 9 остатков лизина и 7 остатков аргинина, после расщепления трипсином распадается на 17 пептидов. Каждый из этих пептидов, кроме пептида, расположенною на карбоксильном конце белка, будет кончаться аргинином или лизином. Ряд других способов специфического расщепления полипептидных цепей приведен в табл. 2.2.

Рис. 2.29. Бромистый циан расщепляет полипептиды по карбоксильной группе метиониновых остатков

Рис. 2.30. Трипсин гидролизует полипептиды по карбоксильной группе остатков лизина и аргинина

Таблида 2.2. Специфическое расщепление полипептидов

Пептиды, полученные при специфическом химическом или ферментативном расщеплении белка, разделяют методами хроматографии. Далее последовательность аминокислот в каждом из пептидов определяют методом Эдмана. Таким образом, достигается этап, когда последовательность аминокислот в отдельных пептидах (фрагментах белка) известна, но остается невыясненной последовательность самих пептидов. Последнюю устанавливают с помощью так называемых перекрывающихся пептидов (рис. 2.31). При этом используют уже не трипсин, а какой-либо фермент, расщепляющий полипептидную цепь в других участках, например, химотрипсин, который расщепляет пептидные связи главным образом покарбоксильным группам ароматических и других больших неполярных аминокислотных остатков. Пептиды, образующиеся под действием химотрипсина, неизбежно перекрывают два или более триптических пептида, что используется для установления их последовательности. Таким путем полностью определяют последовательность аминокислот в белке.

Рис. 2.31. Пептид, образующийся при химотриптическом расщеплении, перекрывает два триптических пептида; благодаря этому можно установить последовательность расположения пептидов

Описанные методы применимы к белкам, состоящим из одной полипептидной цепи, не имеющей дисульфидных связей. В тех же случаях, когда в белке имеются дисульфидные связи или более одной полипептидной цепи, то необходимы дополнительные методические приемы. Например, если белок содержит две или более полипептидные цепи, соединенные нековалентными связями, то, воздействуя денатурирующими агентами, такими, как мочевина или гуанидингидрохлорнд, вызывают диссоциацию цепей. Диссоциированные цепи разделяют и только после этого приступают к определению последовательности аминокислот в каждой из них. Если же полипептидные цепи соединены ковалентными дисульфидными связями, как это имеет место в инсулине, то их окисляют надмуравьиной кислотой; при этом дисульфидные связи разрываются и образуются остатки цистеиновой кислоты (рис. 2.32).

Рис. 2.32. Дисульфиды расщепляются надмуравьиной кислотой

Видео (кликните для воспроизведения).

Анализ структуры белков удалось значительно ускорить путем создания секвенатора-специального прибора для автоматического определения последовательности аминокислот. При таком определении белок в виде тонкой пленки помещают во вращающийся цилиндрический сосуд, где он подвергается деградации по Эдману. Реактивы и растворители проходят над иммобилизованной белковой пленкой, а высвобождающиеся ФТГ-аминокислоты подвергаются жидкостной хроматографии при высоком давлении и таким образом идентифицируются. Один цикл деградации по Эдману занимает при этом менее двух часов. С помощью секвенатора можно определить аминокислотную последовательность полипептида или белка, содержащего до ста аминокислотных остатков,

Источники


  1. Гурвич, М.М. Диета при сахарном диабете / М.М. Гурвич. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. — 915 c.

  2. Шестаков М. П., Шестаков И. Г. Гандбол. Тактическая подготовка; СпортАкадемПресс — Москва, 2015. — 132 c.

  3. Пожиленко, Е. А. Артикуляционная гимнастика / Е.А. Пожиленко. — М.: Каро, 2009. — 793 c.
  4. Петров, Н. Н. Гимнастика для ленивых. Делаем с удовольствием / Н.Н. Петров. — М.: Феникс, 2007. — 256 c.
  5. Д’Акампо, Джино Здоровое питание по-итальянски / Джино Д’Акампо. — М.: Эксмо, 2013. — 192 c.
Изменение аминокислот последовательности белков
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here