Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как противостоять манипуляциям мужчин? Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Видовая специфичность первичной структуры белков (инсулины разных животных)





Первичная структура белка - линейная последовательность аминокис­лотных остатков в полипептидной цепи. Информация о первичной структуре каждого белка закодирована в ДНК.

Аминокислотная последовательность белков определяет его пространст­венную структуру (конформацию) и специфическую биологическую функцию.

В организме человека более 50000 белков, каждый из них имеет уникаль­ную для данного белка первичную структуру. Все молекулы индивидуального белка имеют одинаковое чередование аминокислотных остатков, отличающий данный белок от любого другого белка. Замена даже одной аминокислоты часто приводит к утрате биологической активности белка. В гемоглобине замена глутамата (глутаминовой кислоты) в положении 6 бэта-цепи на валин вызывает серпо­видно-клеточную анемию.

 

Семейства белков.

Белки, имеющие гомологичные участки полипептидной цепи, сходную пространственную структуру (конформацию) и выполняющие в пределах одно­го вида одинаковые функции, образуют семейство белков.

Как правило, они возникают в ходе эволюции в пределах одного биологи­ческого вида путем замены одних аминокислот на другие, близкие им по физи­ко-химическим свойствам.

Примерами белковых семейств являются: семейство миоглобина, куда включены кроме самого миоглобина, и все виды гемоглобина; семейство имму­ноглобулинов, семейство Т-клеточных антигенраспознающих рецепторов, се­мейство белков главного комплекса гистосовместимости, семейство сериновых протеаз, отличительная особенность которых заключается в обязательном при­сутствии в активном центре аминокислоты - серина. Основной белок плазмы крови - альбумин образует семейство с альфа-фетопротеином, одним из белков фетально-плацентарного комплекса, с которым он имеет 70% гомологию пер­вичной структуры.

 

Белки, выполняющие у разных видов одинаковые функции, называют­ся гомологичными. Их существование подтверждает общее эволюционное происхождение видов. Они характеризуются:

- одинаковой или незначительно отличающейся массой;

- содержат во многих положениях одни и те же аминокислотные остатки, которые определяют конформацию и биологическую функцию данных белков;



- различия в аминокислотном составе не затрагивают активного центра или участков, отвечающих за формирование конформации;

-содержат гомологичные последовательности аминокислот.

Инсулин разных организмов - основной регулятор углеводного обмена у животных и человека, имеет значительное сходство первичной структуры. Бы­чий инсулин отличается от инсулина человека по трем аминокислотным остат­кам, а инсулин свиньи отличается только на одну аминокислоту.

 

Конформацпя пептидных цепей в белках (вторичная и третичная структуры). Слабые внутримолекулярные взаимодействия в пептидной цепи, дисульфидные связи. Доменная структура и ее роль в функционировании белков.

Конформация пептидных цепей в белках (вторичная и третичная структу­ры)

Конформацией белковых цепей называется определенная пространствен­ная структура, образованная за счет внутримолекулярных взаимодействий. Два основных типа конформации белков - вторичная и третичная структуры. Вторичная структура белков - пространственная структура полипептидной цепи, обусловленная водородными связями, образованными функциональными группами пептидного остова. Во вторичной структуре белков присутствуют участки с регулярной и нерегулярной структурой. Участки с регулярной струк­турой представлены стабильными структурами двух типов: альфа-спиральными и бэта-складчадчатыми :

альфа-спиральные структуры - наиболее распространенный элемент вторич­ной структуры белков. Пептидная цепь образует спираль, на каждый виток ко­торой приходится 3,6 аминокислотных остатка. В спиральных участках водо­родные связи возникают между >С=0 и >NH группами пептидных связей через 4 аминокислотных остатка. Ориентированы эти связи вдоль оси спирали.

Боковые цепи аминокислотных остатков локализованы на периферии спи­рали и не участвуют в формировании водородных связей, стабилизирующих а-спираль. Однако радикалы некоторых аминокислот препятствуют формирова­нию альфа-спирали в случае, если рядом расположены несколько одинаково заря­женных радикалов, (возникает электростатическое отталкивание) или близко расположены объемные радикалы, например триптофан и метионин (механиче­ское нарушение альфа-спирали). Пролин, в котором отсутствует атом водорода у атома азота, образующего пептидную связь, не может формировать водородную связь с соответствующей карбоксильной группой, и альфа-спираль нарушается. В участке, где находится пролин, полипептидная цепь образует петлю или изгиб.

Бэта-складчатые структуры стабилизированы множеством водородных свя­зей между атомами пептидных групп линейных участков одной полипептидной цепи (внутрицепочечные связи) или разных полипептидных цепей (межцепо­чечные связи). Водородные связи расположены перпендикулярно полипептид­ной цепи. Если цепи ориентированы в одном направлении, образуется парал­лельный Р-складчатый слой, а если цепи ориентированы в противоположных направлениях, то - антипараллельный бэта-складчатый слой. Радикалы аминокис­лотных остатков ориентированы почти перпендикулярно плоскости бэта-слоя.



Кроме регулярных структур, в белках существуют области с нерегулярной вторичной структурой, называемые беспорядочными клубками (этим терми­ном часто называют и денатурированный белок). Они не имеют регулярной пространственной укладки, как у альфа-спирали и бэта-складчатой структуры, хотя об­разуют характерную для каждого белка конформацию, состоящую из петлеоб­разных и кольцеобразных структур. В молекуле белка, состоящего из ряда спи­ральных и складчатых участков, обязательно встречаются участки с нерегуляр­ной структурой. Они включают в себя от 3 до 10-15 аминокислотных остатков. Значение этих участков состоит в компактизации белковой молекулы. Обнару­жено, что участки поворота р-складчатой структуры включают в себя конфигу­рации аминокислот Пролин-Глицин-Пролин.

Третичная структура белка - это трехмерная конформация белка, образую­щаяся в результате взаимодействия между радикалами аминокислот, которые могут находиться в пептидной цепи на любом расстоянии друг от друга. Функ­ционально активную конформацию называют нативной структурой белка.

 

Слабые внутримолекулярные взаимодействия в пептидной цепи; дисульфидные связи. В образовании третичной структуры участвуют:

- гидрофобные взаимодействия, т.е. слабые взаимодействия между непо­лярными радикалами, которые приводят к тому, что гидрофобные радикалы аминокислот оказываются внутри глобулярной структуры белка, образовав гид­рофобное ядро,

- ионные и водородные связи между гидрофильными группами радикалов аминокислот, оказавшихся внутри гидрофобного ядра. Ионные и водородные связи, а также гидрофобные взаимодействия относятся к числу слабых, их энер­гия не намного превышает энергию теплового движения молекул при комнат­ной температуре.

- ковалентные дисульфидные связи -S-S- между цистеиновыми остатка­ми, находящимися в разных местах полипептидной цепи. Наличие дисульфидных связей характерно для секретируемых клеткой белков (инсулин, иммуног­лобулины).

 

Домены - независимые, компактно свернутые фрагменты полипептидной цепи, отвечающие за определенный биологический эффект. Они имеют само­стоятельную третичную структуру, аналогичную глобулярным белкам.

В структуре мембранного рецептора выделяют три домена:

1 - внеклеточный (состоит из спи­ральных и складчатых участков);

2 - мембранный, альфа-спиральный уча­сток состоящий из гидрофобных аминокислот (якорный участок);

3 - внутриклеточный, для взаимодей­ствия с внутриклеточным ферментом.

Особенностью доменной организации белка является относительная неза­висимость доменов, т.е. возможность их автономного функционирования. Так, например, внеклеточный домен мембранного рецептора, будучи отделен от мембранного альфа-спирального участка, продолжает связывать молекулы гормона. Выделенный якорный участок мембранного рецептора способен спонтанно встраиваться в клеточную мембрану, а изолированный внутриклеточный домен мембранного рецептора способен взаимодействовать с внутриклеточным фер­ментом (например, аденилатциклазой).

(Так, например у гексокиназы один домен связан с глюкозой, другой с АТФ, сближение доменов способствует сближению АТФ и глюкозы и соответственно ускоряет перенос фосфатной группы)

Гексокиназа катализирует фосфорилирование глюкозы. Активный центр находится в складке между двумя доменами. При связывании гексокиназы с глюкозой домены смыкаются, и субстрат оказывается в "ловушке", где подвер­гается фосфорилированию.

 








Date: 2016-05-24; view: 1455; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2018 year. (0.012 sec.) - Пожаловаться на публикацию