- •Растворимость. Факторы:
- •2) Методы осаждения белков:
- •3) Методы разделения белков (зависит от цели):
- •Лекция №3 «Ферменты. Строение. Механизм действия. Часть 1»
- •(Класс(1-6).Подкласс.Подподкласс.Цифровой номер в подподклассе)
- •Лекция №4 «Витамины»
- •Лекция №5 «Ферменты. Часть 2. Ингибирование и активация ферментов. Регуляция ферментативной активности»
- •Лекция №6 «Углеводный обмен»
- •Лекция №7 «Обмен углеводов. Аэробное дихотомическое окисление глюкозы».
- •Лекция №8 «Тканевое дыхание. Синтез атф».
- •Лекция №9 «Механизм действия сигнальных молекул».
- •Лекция №10 «Регуляция углеводного обмена»
- •Лекция №11 «Гормоны гипофиза и щитовидной железы»
- •Лекция №12 «о кислороде»
Лекция №2.
Лектор: Смертина М.Н.
Физ.хим.св-ва белков.
-
Растворимость. Факторы:
Большинство белков растворимы за счёт наличия полярных ф-циональных групп на по-верхности белка. Белки, имеющие большое кол-во гидрофобных групп, в воде не р-ряют-ся. Большинство белков образуют белковые р-ры. Когда белок оказывается в воде (чаще всего глобулярные) ГБ-группы прячутся внутрь молекулы, а ГЛ располагаются на поверх-ности. Диполи воды присоединяются к ГЛ группам белка, окружают белок плотным слоем, создавая гидратную оболочку. Кол-во ГЛ групп на поверхности белка обеспечивает размер гидратной оболочки и устойчивость белка в р-ре (белкового р-ра) – прямо пропорциональ-но! Те фибрилляные белки, у которых ГБ группы на поверхности – нер-ры. С точки термо-динамики белковые р-ры занимают пром.положение между истинными и коллоидными р-рами, т.е. обладают св-вами и тех, и других.
Общие с-ва с истинными:
-легко самопроизвольно р-ряются в воде без внесения доп.энергии и без внесения стаби-лизатора
-устойчивость и невыпадение в осадок
Белки – ВМС с большим размером, следовательно, они – Р-РЫ ВМС, поэтому белковые р-ры обладают c-вами коллоидных р-ров:
-высокая вязкость (пример: желатин, крахмал – вязкость крови выше, чем вязкость воды в 5 раз)
-эффект Тиндаля (эффект светоотражения или светорассеивания – это с-во используется в приборах нефелометров для количественного нефелометрического метода определения белка)
-неспособность к диализу – перемещение НМС через полупроницаемую мембрану по градиенту концентрации (белки не проходят! – это с-во применяется в аппарате «искусственная почка» для гемодиализа – т.е. для очистки белков от НМС)
Температура также влияет на р-римость(норма – 36-37 по Цельсию)
Ионная сила р-ра – третий фактор р-римости (рН). По соотношению амино- и карбокси- групп делят на кислые, основные и нейтральные. Разница в кол-ве этих групп влияет на
р-римость при разных значениях рН. Схема ионизации:
рН=7.1-10 1 амино, 2 карбокси заряд -1
рН=7.0 2 амино, 2 карбокси заряд 0
рН=4.5-6.9 2 амино, 1 карбокси заряд +1
рН=7.1-10 1 амино, 3 карбокси заряд -2
рН=7.0 2 амино, 3 карбокси заряд -1 В плазме крови находятся кислые белки
рН=4.5-6.9 2 амино, 2 карбокси заряд 0
рН=7.1-10 2 амино, 2 карбокси заряд 0
рН=7.0 3 амино, 2 карбокси заряд +1
рН=4.5-6.9 3 амино, 1 карбокси заряд +2
Максимальный по модулю заряд у кислых, нейтральных и основных белков обеспечивает хорошую р-римость.
Т.о. Кислый белок в плазме крови р-ряется хорошо (рН= 7.35-7.44) – ацидоз – закисливание среды, алкалоз – защелачивание. Мин.р-римость у белков наблюдается при рН=0. Это значение рН называется изоэлектрической точкой. В сильнокислой и сильнощелочной среде заряд у белка есть, но он разрушается и плохо р-рим.
2) Методы осаждения белков:
-Высаливание (обратимое осаждение белков из р-ров)
Факторы (водоотнимающие агенты): соли Ще и ЩеЗе металлов (натрий хлор, калий хлор), спирт, ацетон, сульфат аммония.
Механизм действия: эти ВОА разрушают гидратную оболочку, оттягивают молекулы воды, и белки, обладающие зарядом, взаимодействуют друг с другом, образуя конгломераты и выпадая в осадок. Структура белка не разрушается, ф-ция сохраняется. При добавлении избытка воды гидратная оболочка восстанавливается, осадок р-ряется, белок обладает своей ф-цией.
Применение: Получение сухих кристалл.белковых препаратов, сухой плазмы крови
Разделение белков, обладающих разным размером гидратной оболочки: пример: альбумины – оболочка большая, размер маленький, а глобулины – оболочка тонкая, размер большой. Поэтому если мы добавим ВОА, первыми выпадут глобулины.
-Денатурация (необратимое осаждение белков из р-ров)
Происходит разрушение четвертичной, третичной и вторичной структур. Первичная структура разрушается только гидролизом. Начальные этапы денатурации могут быть обратимы (реденатурация), если конформационные изменения незначительны, т.е. маленькое время действия или маленькая концентрация денатурирующего фактора (агента).
Факторы:
-физические: Температура выше 50 гр.
Вибрация
Ультразвук
Все виды излучения (рентген, УФ, ИК и др.)
Механизм действия: увеличение энергии системы, что повышает амплитуду колебаний атомов, групп атомов, фрагментов полипептидной цепи, что приводит к разрыву слабых связей (ГБ взаимодействий и водородных взаимодействий).
Применение: терм.обработка воды, пищи; дезинфекция одежды и перевязочного материала, инструментов; диагностика (рентген.излучение); кварцевание помещений, физиотерапия (ИК-излучение), методы лечения (рентген-излучение и ИК-излучение).
-химические: Концентрированные кислоты и щёлочи, сильные орган.кислоты
Механизм действия: сдвиг рН-среды, изменяется ионизация амино- и карбокси- групп, разрываются ионные связи.
Применение: в лабораториях для осаждения белков из р-ров.
Окислители (перекись водорода, перманганат калия)
Мех.действия: окисление тиоловой группы с образованием дисульфидов (происходит снижение биоактивности белка)
Применение: для обеззараживания раневых поверхностей.
Восстановители
Мех.действия: разрушение прочной дисульфидной связи с образованием SH-групп.
Применение: использование после окрашивания волос, завивки
Тяжёлые металлы (ртуть, свинец, кадмий)
Мех.действия: связывание ф-циональных групп (в первую очередь, тиоловых с образова-нием меркаптидов). Отравление доходит до летального исхода за 1-2 часа. Организм вы-рабатывает протекторы: глутатион Г-SH. Препарат-протектор: унитиол (глицерин с двумя тиоловыми группами и одной сульфатной)
Применение: р-ры тяж.металлов используются в диагностике (р-ры сулемы и р-ры тимола) и дерматовенерологии.
Норма: содержание альбуминов – 55-65%, глобулинов – 35-45%. Наличие осадка в пробир-ке при добавлении р-ров сулемы или тимола свидетельствует о повышении глобулинов в плазме крови.
Шапероны: - Конститутивные, синтезируются постоянно и обеспечивают правильное формирование структуры белка после биосинтеза
- Индуцибельные, синтезируются в организме при воздействии стрессорных факторов. Они защищают белки от действия денатурирующих агентов.