Дипломная работа «Определение аминокислот в пищевых продуктах»
Четвертичная структура белковой макромолекулы
Скачать 0.83 Mb.
|
- Навигация по данной странице:
- Рис.9.
- Альбумины
- Нуклеопротеиды
- 3.Экспериментальная часть
- Выполнение опытов Опыт № 1. Приготовление растворов белка Яичный белок.
- Белок мясных и рыбных продуктов.
- Белки молока и молочных продуктов.
- Опыт № 2. Нингидриновая реакция
- Опыт № 3. Ксантопротеиновая реакция
- Опыт № 4. Реакция с пикриновой кислотой
- Опыт № 5. Нитропруссидная реакция
- Опыт № 6. Биуретовая реакция
- Опыт № 7. Реакция Молиша
- Опыт № 8. Реакция Адамкевича на триптофан
- Опыт № 9. Реакция Сакагучи на аргинин
- Опыт № 10. Реакция Паули на гистидин
- Качественная реакция Говядина Утка жареная Колбаса вареная «Микоян»
- Перепелиное яйцо Козье молоко Сухое цельное молоко Плавленый сыр « Hohland
- Таблица 3.
- 5.Список используемой литературы
2.2.4. Четвертичная структура белковой макромолекулы В природе существует немало генетически детерминированных агрегатов (субъединиц), включающих в себя несколько полипептидных цепей, образующих большие белковые макромолекулы. Четвертичной структурой называют ассоциированные между собой две или более субъединиц, ориентированных в пространстве. Более правильно в этом случае говорить не об агрегатах, а об ансамблях глобул. При образовании четвертичной структуры отдельные субъединицы взаимодействуют друг с другом исключительно при помощи нековалентных связей, в первую очередь водородных и гидрофобных. Существенным является тот факт, что контактные поверхности взаимодействующих субъединиц комплементарны друг другу. В контактных участках расположены гидрофобные группировки, которые получили название «липкие пятачки». Взаимная ориентация электроотрицательных атомов, способствует образованию большого числа водородных связей. Это обеспечивает реализацию кооперативного эффекта и стабилизацию макромолекулы. Белки, имеющие четвертичную структуру называются олигомерными. Различают гомомерные и гетеромерные белки. К гомомерным относят белки, у которых все субъединицы имеют одинаковое строение, например каталаза с четырьмя абсолютно равноценными субъединицами. У гетеромерных белков отдельные субъединицы не только отличаются по строению, но и могут выполнять различные функции. Например, белок РНК-полимераза состоит из 5 субъединиц различного строения и с неодинаковыми функциями. Принципиально важно, что малейшие изменения третичной структуры протомеров способствуют невозможности их соединения в олигомерные структуры. А так как третичная структура задается первичной и зависит от различных факторов рН среды, концентрации солей и других, то даже незначительное изменение первичной структуры приводит к изменению функциональной активности белковой молекулы. Четвертичная структура, как и третичная, определяются при помощи рентгеноструктурного анализа. М. Перутцем была расшифрована структура гемоглобина, состоящая из 574 аминокислотных остатков и содержащая около 10 000 атомов. Гемоглобин (рис. 9) имеет структуру, включающую в себя четыре глобулы: две α-субъединицы и две β-субъединицы. α- и β-Цепи, образующие макромолекулу гемоглобина имеют почти одинаковую степень спирализации, это достаточно консервативная структура, так как третичная и четвертичная структура гемоглобина почти одинакова у различных типов позвоночных животных. 
Рис.9. Четвертичная структура гемоглобина 2.5. Номенклатура и классификация белков Поскольку белки еще недостаточно изучены, то не существует строгой номенклатуры белков. Названия белкам дают по случайным признакам, чаще всего по источнику выделения белка, например авидин белок яйца (от лат.авис – птица), казеин белок молока (от лат. казеи – сыр). Несовершенна и классификация белков. Белки можно классифицировать как по их структуре, функциям, так и по свойствам. По форме молекулы белки делятся на два класса: глобулярные и фибриллярные белки. Фибриллярные белки имеют вытянутую форму (длина превышает ширину) и, как правило, состоят из нескольких полипептидных цепей. Примерами фибриллярных белков могут быть α-кератин, фиброин шелка. Глобулярные белки имеют шарообразную форму (длина примерно равна ширине) имеют более сложную конформацию и более разнообразные функции. Их полипептидные цепи свернуты в компактные глобулы, и поверхностные радикалы аминокислот обладают высокой реакционной способностью. Примеры глобулярных белков гемоглобин, миоглобин. По степени сложности белки делят на простые белки (протеины) и сложные белки (протеиды). Протеины при гидролизе дают только аминокислоты, а протеиды кроме аминокислот добавочные группы. К наиболее часто встречающимся простым белкам можно отнести следующие. Альбумины– белки животных и растительных тканей. К этой группе относят белки растворимые в воде. Примеры альбуминов альбумины крови, яичного белка, сои. Глобулины– группа белков, характеризующаяся низкой растворимостью в воде. Примеры глобулинов глобулины плазмы крови, сои. Глобулины представляют собой группу белков как растительного, так и животного происхождения. Гистоны – ядерные белки, играющие важную роль в регуляции генной активности и найдены во всех эукариотических клетках. Они представлены высоким содержанием аргинина, лизина и гистидина (не менее 30%). Протамины– положительно заряженные ядерные белки. Они принимают активное участие в регуляции генной активности. Их состав представлен высоким содержанием аргинина (80-90%) и ограниченным набором других аминокислот. Они могут взаимодействовать с нуклеиновыми кислотами посредством ионной связи. Сложные белки, как правило, классифицируют по небелковой компоненте. Липопротеиды составляют большую группу сложных белков. В качестве небелковой компоненты обнаруживается липидная фракция, которая представлена нейтральными жирами, фосфолипидами, холестерином. Эти макромолекулы находятся в митохондриях, эндоплазматическомретикулуме, плазме крови. Липидная компонента соединяется при помощи нековалентных связей различной природы (гидрофобные связи, ионные связи). Гликопротеиды – содержат в своем составе гликозидные компоненты различной природы,ковалентно связанные с белком (через О-, N-гликозидные связи). В качестве углеводной компоненты выступают D-галактоза, D-манноза, N-ацетилглюкозамин, N-ацетилгалактозамин. Эти макромолекулы обнаружены в плазме крови, слюне, входят в состав ферментов, рецепторов. Фосфопротеиды в качестве простетической группы содержат ортофосфорную кислоту, связанную с гидроксилом серина или треонина. К фосфопротеидам относят питательные белки казеин, вителлин (белок яичного желтка), ихтулин (белок икры рыб). Хромопротеиды-сложные белки, в состав которых входят окрашенные небелковые компоненты. Среди них обнаружены флавоны (витамин В2), гемы (железопорфириновые соединения), соединения хрома. Нуклеопротеиды -сложные белки, имеющие в качестве простетической группы нуклеиновые кислоты. В большей части присутствуют в ядрах клеток. Металлопротеидысодержат в своем составе металлы (Cu, Fe, Mg) в качестве небелковой группы. Металлы соединены с белками непосредственно и являются составными частями белка. Примеры металлопротеидов: цитохромоксидаза, пластоцианин (медьсодержащие белки), трансферрин, лактоферрин (железосодержащие белки), никелеплазмин. По выполняемой функции белки делят на:
3.Экспериментальная часть Белковая молекула представляет собой органический биополимер. Она может состоять от 2-3 десятков до нескольких тысяч аминокислотных остатков. Присутствие белка или белковых аминокислот в исследуемом биологическом материале может быть установлено рядом цветных качественных реакций, так как некоторые реагенты с белками и аминокислотами дают окрашенные продукты. Их образование обусловлено присутствием в молекуле белка или аминокислоты определенной химической группировки (пептидная связь, ароматическое кольцо, аминогруппа). Качественные реакции на аминокислоты условно делят на две группы: универсальные и специфические. Универсальные реакции дают все α-аминокислоты, а специфические реакции являются характерными только на индивидуальные аминокислоты. С помощью качественных реакций можно установить аминокислотный состав природных белков, белковую природу вещества, дать количественную оценку содержания той или иной аминокислоты в белке.
Выполнение опытов Опыт № 1. Приготовление растворов белка Яичный белок. Белок сырого куриного, утиного и перепелиного яйца отделяли от желтка и смешивали в стакане при перемешивании с 5-10-кратным объемом дистиллированной воды, фильтровали через двойной слой марли. Белок мясных и рыбных продуктов.Кусочки мясных и рыбных продуктов измельчали ножницами, помещали в фарфоровую ступку и растирали пестиком с речным песком постепенно приливая 20 мл 10% р-раNaCl. Смесь выдерживали 10-15 минут и фильтровали через двойной слой марли. Полученные растворы белков использовали в дальнейших опытах. Белки молока и молочных продуктов.К 20 мл сырого молока (20 г заранее измельченных сыров) добавляли равный объем насыщенного раствора (NH4)2SO4. При этом выпадали в осадок казеин и глобулины. Раствор с альбуминами фильтровали через бумажный фильтр. Полученные растворы белков использовали в дальнейших опытах. Опыт № 2. Нингидриновая реакция К 2-3 мл раствора белка (аминокислот), полученного в опыте №1 приливали 1 мл 1% р-ранингидрина в ацетоне. Содержимое нагревали. Развивалась сине-фиолетовая окраска. Опыт № 3. Ксантопротеиновая реакция К 1 мл раствора белка (аминокислот) приливали 0,5 мл конц. HNO3, нагревали до появления желтой окраски. После охлаждения добавляли 2 мл 20% раствора NaOH, растворы окрашивались в оранжевый цвет. Опыт № 4. Реакция с пикриновой кислотой К 2 мл раствора белка (аминокислот) прибавляли 0,5 гNa2CO3, приливали 1 мл насыщенного водного раствора пикриновой кислоты, нагревали. Желтая окраска раствора постепенно переходила в красную, вследствие восстановления пикриновой кислоты в пикраминовую кислоту. Опыт № 5. Нитропруссидная реакция К 3 мл раствора белка (аминокислот) приливали равный объем насыщенного водного раствора (NH4)2SO4 и 2-3 капли 5% раствора нитропруссида натрия, смесь подщелачивали несколькими каплями 25% раствора NH4OH. Развивалось пурпурное окрашивание вследствие наличия цистеина. Опыт № 6. Биуретовая реакция К 2 мл раствора белка (аминокислот) добавляли 4 мл 10% раствора NaOH и несколько капель 0,1% раствора сульфата меди. На границе раздела слоев появляется розово-фиолетовое кольцо. Опыт № 7. Реакция Молиша Многие белки в качестве компонентов содержат углеводы. Поэтому такие белки в присутствии концентрированной серной кислоты и α-нафтола дают характерное фиолетовое окрашивание. К 1 мл раствора белка (аминокислот) приливали 1 мл спиртового раствора α-нафтола и осторожно, по стенке, подслаивали 1-2 мл конц. серной кислотой. На границе раздела слоев появлялось фиолетовое окрашивание. Опыт № 8. Реакция Адамкевича на триптофан Реакция триптофана с альдегидами и альдегидокислотами в кислой среде приводит к образованию окрашенных продуктов конденсации. Это качественные реакции на индольное кольцо триптофана. К 1 мл раствора белка (аминокислот) приливали 0,5 мл конц. уксусной кислоты, перемешивали и осторожно по стенке пробирки, наклонив ее, приливали 1 мл конц. серной кислоты так, чтобы не происходило смешения жидкостей. На границе раздела слоев через некоторое время появилось красно-фиолетовое кольцо. Опыт № 9. Реакция Сакагучи на аргинин Эта реакция применяется для идентификации гуанидиновой группировки аргинина. Аргинин с нафтолом и гипобромитом натрия образуют продукт конденсации – нафтохинониминовоепроизводное аргинина. К 1 мл раствора белка (аминокислот) прибавляли 3 капли 10% раствора NaOH, 2 капли спиртового раствора α-нафтола. Хорошо перемешивали и прибавляли 2 капли раствора гипобромита натрия, снова перемешивали. Для стабилизации ярко-красного окрашивания прибавляли 0,5 мл 40% раствора мочевины. Опыт № 10. Реакция Паули на гистидин Гистидин в щелочной среде реагирует с диазобензолсульфокислотой с образованием 2,5-(бис)-азобензолсульфокислоты гистидина. К 1 мл 1% раствора сульфаниловой кислоты в 5% растворе HCl прибавляли 2 мл 0,5% раствораNaNO2, сильно встряхивали и сразу же приливали 2 мл раствора белка (аминокислот). После перемешивания содержимого пробирок приливали 6 мл 10% раствораNa2CO3. Развивалась вишнево-красная окраска. Результаты проведенных опытов представлены в таблице 3.
Таблица 3. Результаты опытов на качественные реакции аминокислот и белков в продуктах питания 4.Вывод В результате проведенных качественных реакций на аминокислоты и белки, построенные из них, мы убедились в наличии определенного ряда аминокислот в исследуемых нами продуктах питания. Данные качественные реакции обусловлены определенным химическим строением тех или иных аминокислот, а также наличием соответствующих групп и химически активных реакционных центров в их молекулах. 5.Список используемой литературы 1.Комов В.П. Биохимия: Учебник для вузов / В.П. Комов, В.Н. Шведова. – М.: Дрофа, 2004. – 640 с.: ил. – (Высшее образование:Современный учебник). 2.. Овчинников Ю.А. Биоорганическая химия: учебник для вузов / Ю.А. Овчинников ; М.: Просвещение, 1987. 3. Румянцев Е.В., Антина Е.В., Чистяков Ю.В. Химические основы жизни: учебн. для вузов / Е.В. Румянцев ; М.: Химия, КолосС, 2007. 4..Тырков А.Г. Биоорганическая химия. Курс лекций. / А.Г. Тырков; ИД Астраханский университет, 2009. 5. Тырков А.Г., Щурова Н.А. Биоорганическая химия: лабораторный практикум / А.Г. Тырков, Н.А. Щурова ; ИД Астраханский университет, 2008. Каталог: attachments -> article article -> Дневник здоровья article -> Влияние сотового телефона на здоровье человека article -> Программа кандидатского экзамена по специальности 14. 00. 40 «Урология» по медицинским наукам article -> Тесты I уровня по вопросам первичной медицинской помощи article -> Методические рекомендации по организации паллиативной помощи article -> Программа кандидатского экзамена по специальности 14. 00. 07 article -> Федеральные клинические рекомендации по диагностике и лечению пагубного употребления психоактивных веществ Скачать 0.83 Mb. Поделитесь с Вашими друзьями:
|