Биос
интез белков
Каковы же основные формы связи аминокислот в сложной молекуле белка? Ещё в 1891 г. А.Я. Данилевский высказал предположение, что это амидные связи, образованные карбоксилом одной молекулы аминокислоты и аминогруппой другой (поликонденсация типа “голова – хвост”),например:
-H2
O
H2N-CH2-C=O +HNHCH2COOH---
OH
- H2N-CH2-CO-NH
-CH2-COOH
(пептидная связь)
Амидные связи этого типа называются пептидными связями,а низкомолекулярные соединения, в которых аминокислоты соединены друг с другом пептидными связями, принято называть пептидами (или полипептидами).
Пептиды образуются при частичном гидролизе белков. Пептидная теория строения белка была развита Э. Фишером и Гофмейстером и в настоящее время окончательно подтверждена.
В зависимости от числа аминокислотных остатков, входящих в молекулу полипептида, различают дипептиды, трипептиды, тетрапептиды и т. д. . Характерную для пептидов группировку
-CO-NH- называют пептидной
.
Названия полипептидов производят от названий остатков аминокислот, прореагировавших своими карбоксильными группами, и от названия аминокислоты, реагирующей своей аминогруппой и сохраняющей свободную карбоксильную группу:
H2N-CH2-CO-NH-CH(CH3)-COOH
глицилаланин(H-гли-ала-OH)
NH2-CH(CH3)-CO-NH-NH2-CO-NH-CH2-COOH
Аланилглицилглицин(H-ала-гли-гли-OH)
К настоящему времени разработано много методов превращения а-аминокислот в пептиды и синтезированы простейшие природные белки –инсулин, рибонуклеаза, вазопрессин, окситоцин и др.
Для того чтобы соединить две аминокислоты пептидной связью, необходимо: а) закрыть (защитить) карбоксильную группу глицина и аминогруппу аланина, чтобы не произошло нежелательных реакций по этим группам; б) образовать пептидную связь; в) снять защитные группы. Защитные группы должны надёжно закрывать аминную и карбоксильную группы в процессе синтеза и потом легко сниматься без разрушения пептидной связи.
Защита аминогруппы наиболее просто проводится ацилированием:
-HCl
R-COCl+H2N-CH-COOH---R-CO-NH-CH-COOH
| |
CH2 CH3
Карбоксильную группу для защиты превращают в сложноэфирную:
-HOH
H2N-CH2-COOH+HOR--- H2N-CH2-COOR
Для образования пептидной связи или активируют карбоксильную группу N-ацилаланина, превращая его в хлорангидрид, или проводят конденсацию в присутствии сильных водоотнимающих веществ (дициклогексилкарбодиимид, этоксиацетилен):
-H2
O
R-CO-NH-CH-COOH+HNHCH2-COOR---
|
CH3 гидролиз
- R-CO-NH-CH-CO-NH-CH2-COOR-----
|
CH3
- H2N-CH-CO-NH-CH2-COOH
|
CH3
Затем снимают защитные группы в таких условиях, чтобы не затрагивалась пептидная связь. Таким образом можно синтезировать не только ди-, но и три-, и тетрапептиды и т. д. .
Очень перспективный метод синтеза пептидных связей предложил в 1960 г. Мерифильд (США). Этот метод потом получил название твёрдофазного синтеза пептидов
. Первая аминокислота с защищённой аминогруппой присоединяется к твёрдому носителю – ионнообменной смоле, содержащей первоначально группы –CH2Cl (1-ая стадия), с образованием так называемой “якорной” связи, которая обозначена жирной линией: (1)-NaCl
Смола-CH2Cl+NaOOC-CHR-NHCOR’-Смола- -CH2O-C-CHR-NHCOR’-Смола-CH2O-C-CHR-
|| ||
O O
+HOOC-CHR’’-NHOR(3)
-NH2------------Смола-CH2O-C-CHR-
||
(4) O
-NHCO-CHR’’-NHCOR’-Смола-CH2O-C-CHR--NHCO-CHR’’-NH2 и т. д. ||
O
Затем наращивают пептидную цепь, пропуская через смолу растворы соответствующих реагентов. Для этого сначала убирают группу, защищающую конечную NH2 – группу (2-ая стадия). Пропуская через смолу раствор другой аминокислоты с защищённой аминогруппой в присутствии водоотнимающих реагентов, образуют пептидную связь между первой и второй аминокислотой (3-я стадия). Если затем убрать защитную группу (4-ая стадия), синтез пептида можно вести далее. После наращивания пептидной цепи до нужной величины гидролизуют “якорную” сложноэфирную связь и смывают полипептид со смолы:
HBr
Смола-CH2O-CO-CHR-NH…CO-CHR’NH2----
-Смола-CH2OH+HOOCCHRNH…COCHR’NH2
Полипептид
Метод Мерифильда прост в техническом оформлении, что позволяет полностью автоматизировать процесс. Поэтому, хотя вышеупомянутые белки инсулин(51 аминокислота) и рибонуклеаза(124 аминокислоты) были синтезированы классическими методами, метод Мерифильда позволяет значительно сократить затраты труда и времени на синтез белков. Так, рибонуклеаза была синтезирована Мерифильдом в 1968 г. менее чем за месяц, хотя синтез включал 369 последовательных реакций.
Чеботарёв А. 11п1
Другие работы по теме:
Световой режим
Главная СВЕТОВОЙ РЕЖИМ Опубликовано: 05.07.2010 | Автор: admin | Рубрика: С СВЕТОВОЙ РЕЖИМ один из ведущих абиотических факторов, определяющих особенности распределения и изменения интенсивности солнечной радиации, поступающей к природным экосистемам. Световой режим любого местообитания определяется не только годовой суммарной солнечной радиацией, но и другими географическими факторами (состояние атмосферы, величина альбедо земной поверхности, характер рельефа и т.п.).
Лейцин
Лейцин ( Leucin - незаменимая разветвленная алифатическая аминокислота. Молекулярная формула или CH CH(CH CH(NH )COOH Молекулярная масса: 131г/моль
Белки, их строение и состав
оглавление оглавление 2 белки 3 Структура белков 5 Физические свойства 8 Химические свойства 8 Синтез белков 9 Литература: 10 белки БЕЛКИ — это азотсодержащие высокомолекулярные органические вещества со сложным составом и строением молекул.
Половые гормоны
Половые гормоны, биологически активные вещества, вырабатываемые в половых железах, коре надпочечников и плаценте, стимулирующие и регулирующие половую дифференцировку в раннем эмбриональном периоде.
Пищевая и питательная ценность грибов
Съедобны все те виды грибов, которые можно употреблять в пищу — при том, однако, условии, что они достаточно долго подвергались тепловой обработке.
Расчет энергетической ценности
Энергетическая ценность - это количество энергии, которая образуется при биологическом окислении жиров, белков и углеводов, содержащихся в продуктах. Она выражается в килокалориях (ккал) или килоджоулях (кДж)Энергия, выделяемая при окислении 1г жиров, равна 9,0 ккал, 1г углеводов - 3,75 ккал, 1г белков - 4,0 ккал, 1 г органических кислот - 3,0 ккал/г, 1 г этилового спирта - 7,0 ккал/г.
Производство соевой муки
Показаны возможности применения соевой муки и перспективы разработки оборудования для ее производства.
«Эволюция»
Примечание: презентация сдается на электронном носителе, а реферат на бумажном в файловой папке
Молекулярные механизмы гормональной регуляции
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ В.Г. БЕЛИНСКОГО Принято на заседании Ученого совета Естественно-географического факультета протокол № ___от «___» _________2006 г.
Рибофлавин и ниацин
Суточная потребность и основные источники поступления. Клинические проявления и влияние на структуры организма.
Аланин
Аланин является важным источником энергии для мышечных тканей, головного мозга и центральной нервной системы; укрепляет иммунную систему путем выработки антител; активно участвует в метаболизме сахаров и органических кислот.
Биотин (витамин Н)
Биотин формирует часть некоторых ферментных комплексов и необходим для нормализации роста и функций организма. Он играет ключевую роль в процессах обмена углеводов, жиров и белков.
Гены
Долгое время ген рассматривали как часть наследственного материала (единицу), обеспечивающую развитие определенного признака организма. Но каким образом функционирует ген, оставалось неясным.
Кобаламин (витамин В12)
Витамин В12 необходим для формирования кровяных телец, оболочки нервных клеток и различных белков. Он также участвует в метаболизме жиров и углеводов и важен для нормального роста.
Денатурация белков
Природные белковые тела наделены определенной, строго заданной пространственной конфигурацией и обладают рядом характерных физико-химических и биологических свойств при физиологических значениях температуры и рН среды.
Молекулярная масса белков
Белки относятся к высокомолекулярным соединениям, в состав которых входят сотни и даже тысячи аминокислотных остатков, объединенных в макромолекулярную структуру.
Функции белков
Ниже рассматриваются главные и в некотором смысле уникальные биологические функции белков, несвойственные или лишь частично присущие другим классам биополимеров.
Химия белков
Живой организм характеризуется высшей степенью упорядоченности составляющих его ингредиентов и уникальной структурной организацией, обеспечивающей как его фенотипические признаки, так и многообразие биологических функций.
Содержание белков в органах и тканях
Наиболее богаты белковыми веществами ткани и органы животных. Источником белка являются также микроорганизмы и растения. Большинство белков хорошо растворимо в воде.
Белки
Это линейные биополимеры состоящие из периодических мономеров (альфа аминокислот). Все 10 000 белков образованы 20 аминокислотами.
Казеин
Казеин, главный белок молока всех млекопитающих. Присутствует в молоке не в свободном виде, а в соединении с кальцием, т.е. как казеинат кальция.
Растительная клетка, ее строение
Растительная клетка, ее строение Типичная растительная клетка содержит хлоропласты и вакуоли и окружена целлюлозной клеточной стенкой. Плазматическая мембрана (плазмалемма), окружающая растительную клетку, состоит из двух слоев липидов и встроенных в них молекул белков. Молекулы липидов имеют полярные гидрофильные «головки» и неполярные гидрофобные «хвосты».
Cинтез белка
Синтез белка Важнейшие функции организма: обмен веществ, развитие, рост, движение – осуществляются биохимическими реакциями с участием белков. Поэтому в клетках непрерывно синтезируются белки: белки-ферменты, белки- гормоны, сократительные белки, защитные белки.
Биосинтез белка
Цель: углубить знания о метаболизме клеток путем реализации наследственной информации в процессе биосинтеза белка; продолжить формирование знаний о хранении информации о белках в ДНК, познакомить с понятием генетический код и основными его свойствами; рассмотреть особенности транскрипции у эукариот как одного из этапов биосинтеза.
Биохимия мембран
Подготовка студентов-биохимиков в области мембранологии. Совершенствование в методах биотехнологии и медицинской биохимии. Изучение строения, тонкой организации биологических мембран и механизмов функционирования включенных в мембраны компонентов.
Cинтез белка
Синтез белка Важнейшие функции организма: обмен веществ, развитие, рост, движение – осуществляются биохимическими реакциями с участием белков. Поэтому в клетках непрерывно синтезируются белки: белки-ферменты, белки- гормоны, сократительные белки, защитные белки.
Кортикостероиды
Биохимическое исследование кортикостероидов как подкласса стероидных гормонов, производимых исключительной корой надпочечников. Химическое строение и минералокортикоидная активность кортикостероидов. Анализ биологической роли и биосинтез кортикостероидов.
Биохимия мембран
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ В.Г. БЕЛИНСКОГО Принято на заседании Ученого совета естественно-географического факультета
Белки. Свойства. Синтез
Белок – неотъемлемая составляющая нашего организма, нарушение которой может вызвать его разрушение. Исторический анализ открытия и исследований белков. Свойства белка, выделение. Биосинтез и химический синтез белка - практическое применение и значение.
Лайнус Полинг
Американский химик и физик, удостоенный в 1954 Нобелевской премии по химии за исследования природы химической связи и определение структуры белков.