Структура и функции белков

Н.К.Василенко"высшая " М.1978 Збрарский "биохимия"1974 В.И.Добрынина,М."медицина"1976 В.И.Добрынина,Е.А.Свойникова"руководство к практическим за

нятиям по биохимии",М."Медицина"1967

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ -это наука о химическом составе живой материи и химических процессах,происходящих в живом организме и лежащих в основе его жизнедеятельности.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ (УАЙТ,1,с.385). Как и всякая наука биохимия имеет специфические методы научного исследования.Общая же черта-исследуемое химическое соединение или набор соединений вводятся в системы,обладающие свойствами живого,и изучаются его превращения.В качестве систем применяют целостные организмы,переживающие органы-пенфузия выделенного органа,тканевые срезы(50 ммк омываются жидкостью),тканевые и клеточные культуры,тканевые кашицы,экстракты и гемогенаты,а также выделенные из клеточного содежимого специфические субклеточные структуры,получаемых с помощью ультрацентрофугирования,Для выяснения же судьбы добавленных к той или иной системе химических соединений биохимия использует разнообразные методы анализа,(особенность этих методов-не нарушение целостности изучаемого объекта)использующихся и в других науках(физическая и коллоидная химии,органической химии,биологии и т.д.).Среди них особое значение имеет метод меченных атомов(изотопный), хроматографические методы анализа (особое место занимает метод молекулярных сит), полярография, В-структурный анализ, спектроскопия, спектрофотометрия, электрофоретический анализ и т.д.

ЖИВАЯ СИСТЕМА организм химическое соеди- переживающие органы выяснение судьбы нение тканевой срез химических соединений тканевые и клеточные группа химических культуры методы анализа соединений тканевые кашицы других наук экстракты и гомогенаты бесклеточная система

Лекарственные препараты-пример.

В зависимости от подхода к изучению живой материи биохимию делят на три крупных радела:

1.Статическая,

2.Динамическая,

3.Функциональная

1.-занимается исследованием химического состава организмов(при этом в понятие химического состава включается как качественный состав(и строение соединений),так и количественное их содержание в биологических объектах).

2.-занимается изучением превращений химических соединений и взаимосвязанных с ними превращений энергии в прцессе жизнедеятельности органических форм.

3.-выясняет связи между строением химических соединений и процессами их видоизменения,с одной стороны,и функций тканей или органов,включающих в свой состав упомянутые вещества-с другой.

Это деление условное:в живом организме состав и строение веществ неотделимы от их преобразований,равно как и тех функций органов и тканей,в которых эти вещества находятся.

В зависимости от объекта или направленности исследования современная биохимия распадается на несколько самостоятельных разделов:

ОБЩАЯ БИОХИМИЯ -рассматривает закономерности содержания и преобразования в процессе жизнедеятельности организмов химических соединений,общие для живой материи в целом.

БИОХИМИЯ ЖИВОТНЫХ - (лекарственные соединения-гормоны,F,пептеды).Изучает состав животных организмов и превращение в них веществ и энергии.

БИОХИМИЯ РАСТЕНИЙ - (лекарственные вещества растительного происхождения) и БИОХИМИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ - выясняют те же вопросы,разные объекты исследований (создание микробиологического синтеза-vit,антибиотики, ферменты, аминокислоты, нормальный белок, гормоны).

МЕДИЦИНСКАЯ БИОХИМИЯ -иследует состав и превращение веществ и энергии в организме человека в норме и патологии.

КЛИНИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ -носит чисто прикладное значение,использует данные медицинской и общей биохимий для лечения,диагностики,прогноза заболеваний.

ТЕХНИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ -выясняет состав важнейших пищевых продуктов и изучает процессы,происходящие при их производстве и хранении,а также разрабатывает способы применения биохимических препаратов в промышленности(пищевая промышленность,хлебопечение,соковарение,переработка мяса,молока),кожевная,текстильная промышленность.

БИОХИМИЧЕСКАЯ ГЕНЕТИКА - практикует вопрсы химических основ наследственности,выясняя пути передачи способности к специфическому биосинтезу.

Кроме этого выделяют ветеренарную, сравнительную, радиационную, молекулярную, космическую биохимии.

Из приведенного далеко не полного перечня основных отделов биохимии ясно её огромное как тео-.

Многие важнейшие особенности и свойства белков оределяются теми структурными элементами,из которых построены белки,то есть аминокислотами.Общим признаком,характерным для всех аминокислот,входящих в состав белков,является наличие свободной -COOH группы и свободной незамещенной -NH2 группы у альфауглеродного атома.

рисунок.

Существует несколько классификаций аминокислот:

1.По встречаемости в составе белка.

1) Обычные аминокислоты,входящие в состав белка. 19-а-аминокислот,1-про-а-аминокислота. В процессе биосинтеза белка,включаются только эти аминокислоты,т.е. они закодированы в геноме. (замещенная а-аминогруппа)

2) Редкие аминокислоты,входящие в состав белка. Это производные обычных аминокислот,возникает в результате модификации исходных аминокислот уже после того как эти аминокислоты-предшественники включаются в полипептидную цепь. опро,оксилизин и т.д.

3) Аминокислоты,не встрещающиеся в белках.

Помимо 20 и редких аминокислот,известно ещё свыше 150 аминокислот,которые встречаются в различных клетках и тканях либо в свободном,либо в связанном состоянии,но никогда не входят в состав белка.Большая часть этих аминокислот,является производными 20 аминокислот(например 3-метилгис рисунок)

алифатические углеводороды

ароматические(соед-,напомни бензол)

Однако,известны также в,г,ъ-аминокислоты. Аминокислоты, благодаря наличию ассимитричного атома C, обладают оптической активностью. Некоторые имеют D-конфигурацию, в белках же аминокислоты принадлежат к L-ряду. Некоторые аминокислоты из этой 3-й группы играют роль важных предшественников или промежуточных продуктов обмена веществ. Так в-ала служит педшественником витамина В3(наитотеновая кислота),и ъ-аминомаслянная кислота является нервным медиатором.Интересно отметить,что ряд аминокислот этой группы растительного происхождения,например дьенколевая кислота. токсична для других форм жизни.

2.Распространена классификация аминокислот по их химическому строению.

1)Ациклические(моноамино,диаминомонокарбоновые,моноаминодикарбоновые).

2)Циклические.

3.По полярности радикалов(в-групп).

1)полярные(гидрофобные).

2)полярные,нонезаряженные(ТРС,СЕР, ГЛИ, ЦИС, ТИР, АСП, ГЛН).

3)положительно заряженные(ЛИЗ,АРГ,ГИС). 4)отрицательно заряженные(АСП,ГЛУ).

4.В зависимости от того,синтезируется или нет аминокислоты в организме человека и животных,их делят на:

1)незаменимые-ВАЛ,ЛЕЙ,ИЛЕЙ,ТРЕ,ЛИЗ,ТРИ,МЕТ,ФЕН.

2)условнозаменимые-ЦИС(МЕТ),ТИР(ФЕН).

3)заменимые.

В 1888 году А.Я.Данилевский на основании того,что соединения имеющие не менее двух характерных групп -CO-NH-(например биурет NH2-CO-NH-CO-NH2) и белки в том числе,в щелочной среде прибавление слабого раствора CuSO4 дают характерное фиолетовое или краснофиолетовое окрашивание,обусловленное образованием комплексных соединений меди,предположил,что характерным типом связи аминокислот в белковой молекуле является пептидная связь. ковалентная,прочна На базе выдвинутых Данилевским идей Э.Фишер предожил полипептидную теорию строения белковой молекулы.