Классификация биологическая роль и физико-химические свойства АК.

Классификация биологическая роль и физико-химические свойства АК.

Аминокислоты – органические бифункциональные соединения, в состав которых входят карбоксильные группы –СООН и амино-группы -NH2. Аминокислоты можно рассматривать как производные карбоновых кислот, в молекулах которых один или несколько атомов водорода углеводородного радикала заменены аминогруппами. Простейший представитель аминоуксусная кислота H2N-CH2-COOH (глицин) Аминокислоты соединены между собой пептидной связью. В природе встречается гораздо больше АК, чем входит в состав животных и растительный белков. Так, множество «небелковых» АК содержится в пептидных антибиотиках или являются промежуточными продуктами обмена белков. В состав белков входит 20 АК в альфа-форме, расположенных в различной, но строго определенной для каждого белка Аминокислоты классифицируют по следующим структурным признакам.1. В зависимости от взаимного расположения амино- и карбоксильной групп аминокисло-ты подразделяют на 2. По характеру углеводородного радикала различают алифатические (жирные) и ароматические аминокислоты. 3. По источнику получения: природные и синтетические 4. По способности синтезироваться в человеческом организме природные аминокислоты классифицируют на: заменимые, полу- и незаменимые –, (синтезируются только растениями). Незаменимые АК поступают в человеческий организм только с пищей. К незаменимым аминокислотам относятся: валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан. Полузаменимыми являются: аргинин, гистидин и тирозин. 5. По pH среды аминокислоты могут быть: нейтральные (моноамино монокарбоно-вые), кислые (моноаминодикарбоновые) и основные (диаминомонокарбоновые кислоты),

 

 

Уровни структурной организации белков.

Ковалентные связи между

аминокислотами в пептидной цепи (пептидная и дисульфидная). N- и С-концевые аминокислоты. Последовательность аминокислотных остатков, соединенных между собой пептидной связью называют первичным уровнем организации белковой молекулы. Она кодируется структурным геном каждого белка. Связи: пептидная и дисульфидные мостики между относительно близко расположенными остатками цистеинов. Это ковалентные взаимодействия, которые разрушаются только под действием протеолитических ферментов (пепсин, трипсин и т.д.). Первичная структура белка характеризуется рядом особенностей. 1. Первичная структура белка генетически детерминирована и уникальна. 2. Первичная структура белка стабильна, что обеспечи-вается дипептидными и в меньшей степени дисульфидными связями.3. Число комбина-ций аминокислот в полипептиде очень велико, повторяющиеся последовательности аминокислот редки. 4. Первичная структура белка детерминирует вторичную, трети-чную и четвертичную структуру белковой молекулы. Образование пептидной связи. Если карбоксильная группа одной АК ацилирует аминогруппу другой АК, от образуется амидная связь, которую называют пептидной. Т. о. пептиды – это соединения, образованные из остатков альфа-АК, соединенных между собой пептидной связью. Данная связь достаточно стабильна и разрыв ее происходит лишь при участии катализаторов – специфических ферментов. Посредством такой связи АК объединяются в достаточно длинные цепочки, которые носят название полипептидных. Каждая такая цепь содержит на одном конце АК со свободной аминогруппой – это N-концевой остаток, и на другом с карбоксильной группой – С-концевой остаток. Полипептиды, способные самопроизвольно формировать и удерживать определенную пространственную структуру, которая называется конформацией, относят к белкам. Стабилизация такой структуры возможна лишь при достижении полипептидами определенной длины, поэтому белками обычно считают полипептиды молекулярной массой более 5 000 Да. (1Да равен 1/12 изотопа углерода). Только имея определенное пространственное строение, белок может функционировать. ВТОРИЧНУЮ структуру - белковая цепь закручена в спираль под действием водородных связей; ТРЕТИЧНУЮ структуру - спираль сворачивается в клубок под действием гидрофобных-гидрофильных взаимодействий (процесс происходит в водном растворе), возникающих дисульфидных связей боковых радикалов между собой (возникают глобулярная структура) белка, а само образование получило название глобулы); ЧЕТВЕРТИЧНАЯ структура белка - возникает при взаимодействии нескольких глобул (например, молекула гемоглобина). Вторичная, третичная и четвертичная структуры белка зависят от первичной. Чем крупнее белковая молекула, чем выше ее организация, тем слабее связи (химические), тем легче разрушается молекула белка. Но если не разрушена первичная структура белка, то есть возможность восстановления структуры белка. Савокупность всех структур называют конформацией белка.

 

Активаторы и ингибиторы.

Активаторы повышают, т.е. активируют каталитич. активность ферментов. В одних случаях активатор вытесняет ингибитор или отщепляет его от фермента. Например, соляная кислота, пепсиноген HCl→ пепсин → ингибитор 1). Отщепляет от пепсиногена ингибитор в рез-те этого неактив. фермент - пепсиноген превращ. в активный фермент - пепсин, эффективно расщепл. белки в составе желудочною сока. Итак, первый механизм это вытеснение ингибитора или отщепление его от фермента. Например, цистеин может активировать ряд ферментов, отщепляя от него соли тяжелых металлов, например серебра 2). Активатор может связываться с субстратом, обеспечивая более эффективное взаимодействие субстрата с активным центром. Такова вероятно роль ионов магния во многих реакциях идущих с участием АТФ. Считают, что магниевая соль АТФ является истинным субстратом для многих ферментов. Отсюда и активирующий эффект магния оказывающий влияние практически на все ферменты катализирующие реакции с использованием АТФ. Эти ферменты называют синтетазы или лиазы. Их достаточно много в наших клетках. 3).Активатор может способствовать присоединению кофактора к апоферменту. Холофермент - сложный белок может работать только когда имеется апофермент и кофактор. Так вот активатор, иногда взаимодействуя апофермента с кофактором затруднено, некоторые активаторы обеспечивают такое взаимодействие, а значит образование активной формы - соединение апофермента с кофактором 4) Активаторы иногда способствуют формированию каталитически активной пространственной структуры фермента. Напр., такое действие оказывают ионы Са на фермент амилазу. Итак, активаторы способствуют формированию каталитически активной пространственной структуры фермента, т.е. меняют ее конформацию до своеобразной нужной пространственной конформации при которой комплементарность между активным центром и связанным субстратом резко увеличивается. Без активатора связывание таким образом естественно крайне затруднено 5) Активация может быть аллостерической, т.е. идти за счет присоединения к аллостерич. центру фермента положит. алостерич. модулятора. Его наз. активатором. Это присоединение сопровожд. изменением конформации не только в месте связывания модулятора с аллостернч. центром, но захватывает конформационная волна и актив. центр, причем изменение актив. центра оказ. благоприятным для эффективности катализа. Отсюда аллостерических модуляторов с активирующим эффектом достаточно много. Это различные нуклеотиды, например НАД, НАДФ. Активаторами аллостерическими может являться фосфорная кислота, АТФ, АДФ и др. Эти основные 5 механизмов являются практически механизмами, расшифровывающими действия активаторов на ферменты. Ингибиторы. Это вещества, снижающие вплоть до полного прекращения каталитическую активность ферментов. Оказ. в качестве ингибиторов могут выступать самые разнообраз. вещ-ва от самых простых (ионы металлов) до высокомолекулярных соединений типа белков. Сущ. различные варианты классификации или подразделение ингибирования.. Наиболее часто принято ингибирование делить на обратимое и необратимое. Необратимое встречается реже. При нем происх. или разрушение пространст. структуры фермента в связи с этим фермент не может восстановить срок первоначал. активность. Разрушение пространств. структуры фермента, например денатурация, естественно что необратимыми например ингибиторами явл. концентр. кислоты, щелочи поскольку они вызывают серьезные денатурации при этом наблюд. необратимое изменение фермента в месте длительного контакта этих веществ с ферментами. Наиболее часта причина это образование недиссоциир. комплекса. Энзим - ингибиторного комплекса. Е + J → ЕJ. Обратное восстановление энзима невозможно. Пример йодацетат. Явл. необратимыми ингибиторами тиоловых ферментов, т.е. ферментов, в актив. центре кот.х в катализе приним. участие сульгидрильные группы. ДФФ диизопропил фторфосфат тоже явл. необрат. ингибитором ферментов активность которых зависит от гидроксильной группы серина - сериновые ферменты Трипсин - расщепляет белки, фосфорилаза - расщепляет гликоген, холиностераза - расщепляет ацетилхолин (медиатор парасимпатической нервной системы. В большинстве своем необратимые ингибиторы являются сильными ядами. Связано с тем, что дезорганизация работы ферментов, происходящих под действием этих ингибиторов, несомненно, сопровождается резким нарушением обмена веществ. При обратимом ингибировании образовавшийся энзим-ингибиторный комплекс нестойкий и поэтому способен диссоциировать на свободный энзим и ингибитор. Е + J → ← EJ. Различ. 2 вида обратим. ингибирования 1) Конкурентное 2) Не конкурентное.

 

Классификация биологическая роль и физико-химические свойства АК.

Аминокислоты – органические бифункциональные соединения, в состав которых входят карбоксильные группы –СООН и амино-группы -NH2. Аминокислоты можно рассматривать как производные карбоновых кислот, в молекулах которых один или несколько атомов водорода углеводородного радикала заменены аминогруппами. Простейший представитель аминоуксусная кислота H2N-CH2-COOH (глицин) Аминокислоты соединены между собой пептидной связью. В природе встречается гораздо больше АК, чем входит в состав животных и растительный белков. Так, множество «небелковых» АК содержится в пептидных антибиотиках или являются промежуточными продуктами обмена белков. В состав белков входит 20 АК в альфа-форме, расположенных в различной, но строго определенной для каждого белка Аминокислоты классифицируют по следующим структурным признакам.1. В зависимости от взаимного расположения амино- и карбоксильной групп аминокисло-ты подразделяют на 2. По характеру углеводородного радикала различают алифатические (жирные) и ароматические аминокислоты. 3. По источнику получения: природные и синтетические 4. По способности синтезироваться в человеческом организме природные аминокислоты классифицируют на: заменимые, полу- и незаменимые –, (синтезируются только растениями). Незаменимые АК поступают в человеческий организм только с пищей. К незаменимым аминокислотам относятся: валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан. Полузаменимыми являются: аргинин, гистидин и тирозин. 5. По pH среды аминокислоты могут быть: нейтральные (моноамино монокарбоно-вые), кислые (моноаминодикарбоновые) и основные (диаминомонокарбоновые кислоты),

 

 

12345Следующая ⇒

Поделиться: