Модуль. Строение и свойства белков и ферментов

Вводная лекция.

Предмет и задачи биологической химии, ее значение для биологии и медицины. Важнейшие этапы в истории биохимии. Основные принципы биохимических исследований в медицине. Место биохимии среди других биологических дисциплин. Биохимия как молекулярный уровень изучения явлений жизни. Биохимия и медицина (значение клинической биохимии в диагностике и определении тактики лечения различных заболеваний).

Аминокислоты и структуры белка.

A–аминокислоты — это органические кислоты, у которых один из атомов водорода у α-С-атома замещен на аминогруппу. Классификация протеиногенных аминокислот возможна: по строению радикала, по полярности радикала, по степени незаменимости аминокислот, по кислотно-основным свойствам. Для аминокислот характерны следующие физико-химические свойства: ионизация (диссоциация карбоксильных и протонирование аминогрупп), изоэлектрическое состояние, изоэлектрическая точка, амфотерность аминокислот и их буферные свойства.

Белки –это высокомолекулярные азотсодержащие органические соединения, состоящие из аминокислот, соединенных пептидной связью в полипептидные цепи. Белки выполняют в организме многочисленные функции: ферментативную, гормональную, рецепторную, транспортную, структурную, иммунологическую и др. Белки имеют сложную форму структурной организации.

Первичная структура белка –это линейная последовательность аминокислот, соединенных между собой в цепь пептидными связями.

Вторичная структура белка - это способ укладки стержня пептидной цепи (первичной структуры) в упорядоченную a–спираль или b–структуру при помощи водородных связей.

Альфа-спираль (a-спираль) – вторичная структура, формируемая остовом полипептидной цепи. Она представляет собой правую спираль, у которой на один виток приходится 3,6 аминокислотных остатка. Спираль стабилизирована водородными связями между группами СО и NH различных мономерных звеньев, отстоящих друг от друга на расстояние 4 остатков аминокислот. Водородные связи направлены вдоль оси спирали.

Бета-структура - b-слой или «складчатый лист» - один из регулярных элементов вторичной структуры белка: между несколькими вытянутыми (деспирализованными) полипептидными цепями возникают водородные связи (между группами СО одной цепи и NН другой).

Третичная структура белка – способ укладки a–спирали или b–структуры в пространстве (глобулярные, фибриллярные белки). Третичную структуру стабилизируют ионные, водородные, ковалентные (дисульфидные) связи и гидрофобные взаимодействия.

Четвертичная структура белка –это объединение нескольких полипептидных цепей с третичной структурой в единую функциональную молекулу белка.

Классификация белков осуществляется: по структурным признакам (простые и сложные); по электрохимическим признакам (кислые, основные и нейтраль­ные); по полярным признакам (полярные [гидрофильные], неполярные [гидрофобные], амфифильные); по форме молекул (глобулярные, фибриллярные); по функциям (транспортные, белки–ферменты, гормоны, антитела, структурные и т.д.).

Характеристика (особенности аминокислотного состава, молекуляр­нуая масса, заряд, структура и функции) и основные представители простых белков (альбумины, глобулины, протамины, гистоны). Химический состав и структура сложных белков: белковая часть – апопротеин, небелковый компонент – простетическая группа. Принципклассификации(по названию простетической группы) и классы сложных белков.

Методы изучения аминокислот и белков: выделение, очистка, качественный и количественный анализ, хроматография, электрофорез.