Строение белковой молекулы (первичная, вторичная, третичная, четвертичная структуры).

Молекулы белков представляют собой линейные полимеры, состоящие из α-L-аминокислот (которые являются мономерами). Белки длиной от 2 до нескольких десятков аминокислотных остатков часто называют пептидами, при большей степени полимеризации — белками, хотя это деление весьма условно.При образовании белка в результате взаимодействия α-аминогруппы (-NH₂) одной аминокислоты с α-карбоксильной группой (-COOH) другой аминокислоты образуются пептидные связи. Последовательность аминокислот в белке соответствует информации, содержащейся в гене данного белка. Эта информация представлена в виде последовательности нуклеотидов, причём одной аминокислоте соответствует в ДНК последовательность из трёх нуклеотидов — так называемый триплет или кодон. Кроме последовательности аминокислот полипептида (первичной структуры), крайне важна третичная структура белка, которая формируется в процессе сворачивания (фолдинга) в результате взаимодействия структур более низких уровней. Выделяют 4 уровня структуры белка. Первичная структура - последовательность аминокислот в полипептидной цепи. Вторичная структура - локальное упорядочивание фрагмента полипептидной цепи, стабилизированное водородными связями (спирали, складки). Третичная структура - пространственное строение полипептидной цепи (набор пространственных координат составляющих белок атомов). Структурно состоит из элементов вторичной структуры, стабилизированных различными типами взаимодействий, в которых гидрофобные взаимодействия играют важнейшую роль. В стабилизации третичной структуры принимают участие: 1.ковалентные связи (между двумя остатками цистеина - дисульфидные мостики); 2.ионные связи между противоположно заряженными боковыми группами аминокислотных остатков; 3. водородные связи; 4.гидрофильно-гидрофобныевзаимодействия. При взаимодействии с окружающими молекулами воды белковая молекула «стремится» свернуться так, чтобы неполярные боковые группы аминокислот оказались изолированы от водного раствора; на поверхности молекулы оказываются полярные гидрофильные боковые группы. Четверичная структура - взаимное расположение нескольких полипептидных цепей в составе единого белкового комплекса. Белковые молекулы, входящие в состав белка с четвертичной структурой, образуются на рибосомах по отдельности и лишь после окончания синтеза образуют общую надмолекулярную структуру. В состав белка с четвертичной структурой могут входить как идентичные, так и различающиеся полипептидные цепочки. В стабилизации четвертичной структуры принимают участие те же типы взаимодействий, что и в стабилизации третичной. Надмолекулярные белковые комплексы могут состоять из десятков молекул.,

 

Ди - и трипептиды.

– этоорганические вещества, молекулы которых построены из аминокислот, соединённых пептидной связью. В зависимости от числа входящих в молекулу аминокислот различают дипептиды, трипептиды и т.д., а также полипептиды. Как правило, молекулы пептидов линейны, причём один конец цепи заканчивается карбоксильной группой (-СООН), а другой – аминогруппой (—NH₂). Но цепь может быть и замкнута в циклическую структуру. Присоединение происходит за счет выделения воды из карбонильной группы одной а/к и аминогруппы другой. Так как белки синтезируются в виде полипептидных цепей, граница между полипептидом и простым белком условна. Пептидами являются многие важные для организмов вещества – некоторые гормоны, антибиотики, токсины. Глицилглицин (глицин + глицин):

Аспарагилорнитин (аспарагин + орнитин):

Получение трипептида – метионилтирозиларгинин ( метионин + тирозин + аргинин ),

Пиримидиновые основания.

- группа природных веществ, производные пиримидина. Различаются характером и положением заместителей в пиримидиновом ядре. Представляют собой бесцветные, кристаллические вещества, с температурой плавления выше 300 °C, растворимые в воде, не растворимые в спиртах и полярных растворителях. Пиримидиновые основания получают путем кислотного гидролиза нуклеиновых кислот. Пиримидиновые основания широко распространены в животных, растительных тканях и в микроорганизмах. Биологически наиболее важными являются урацил (2,6-диоксипиримидин), цитозин (2-окси-б-аминопиримидин), тимин (5-метилурацил), входящие в состав нуклеиновых кислот, нуклеотидов и нуклеозидов. ПИРИМИДИН: Урацил:

Цитозин: Тимин:

Благодаря способности специфически (по принципу комплементарности) взаимодействовать с пуриновыми основаниями П. о. участвуют в кодировании и передаче наследственной информации нуклеиновыми кислотами.

Пуриновые основания.

- природные соединения, производные пурина. К пуриновым основаниям относятся аденин (6-аминопурин), гуанин (2-амино-6-оксипурин), которые входят в состав нуклеиновых кислот; продукт азотистого обмена — мочевая кислота; лекарственные вещества — кофеин, теобромин. Пуриновых оснований обычно больше, чем пиримидиновых. В нуклеиновых кислотах пуриновые и пиримидиновые основания осуществляют кодирование генетической информации и её реализацию в процессе биосинтеза белка. В биоэнергетике важную роль играют нуклеотиды, содержащие аденин: аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) — универсальный участник обмена энергии в живых клетках. АТФ аденозинтрифосфат

Нуклеозиды и нукпеотиды.

Нуклеиновые кислоты состоят из мононуклеотидов. Нуклеотид состоит из трёх компонентов: 1. азотистое основание (пуриновое или перимединовое), 2. сахар: рибоза (С₅Н₁₀О₅)

или дезоксирибоза C₅H₁₀O₄)

3. фосфорная к-та. Пуриновые основания. Родоначальник – ПУРИН:

Аденин: Гуанин:

Пиримидиновые основания. ПИРИМИДИН: Урацил:

Цитозин: Тимин:

Азотистые основания: АМФаденозинмонофосфат (адениловая к-та):

 

АТФ аденозинтрифосфат:

Нуклеозиды – это нуклеотиды без фосфорной кислоты. Аденозин:

Присоединение фосфорной к-ты возможно по трем положениям гидроксогрупп рибозы: 2, 3, 5. Аденин, гуанин и цитозин входят как в ДНК, так и РНК. Тимин – только в ДНК, урацил – только в РНК.

Пуриновые нуклеотиды.

(см56)

Пиримидиновые нуклеотиды.

(См56)

Схема строения РНК и ДНК.

ДНК и РНК – нуклеиновые кислоты. Состоят из мононуклеотидов. Нуклеотид состоит из трёх компонентов: 1.азотистое основание (пуриновое или перимединовое), 2.сахар: рибоза (С₅Н₁₀О₅)

или дезоксирибоза C₅H₁₀O₄)

 

3.фосфорная к-та. Пуриновые основания. Родоначальник – ПУРИН:

Аденин: Гуанин:

Пиримидиновые основания. ПИРИМИДИН: Урацил:

Цитозин: Тимин:

Азотистые основания: АМФаденозинмонофосфат (адениловая к-та):

АТФ аденозинтрифосфат

Нуклеозиды – это нуклеотиды без фосфорной кислоты. Аденозин:

Присоединение фосфорной к-ты возможно по трем положениям гидроксогрупп рибозы: 2, 3, 5. Аденин, гуанин и цитозин входят как в ДНК, так и РНК. Тимин – только в ДНК, урацил – только в РНК. Структура ДНК:

Азотистые связи (2 или 3)

Основную структурную цепь молекулы ДНК образуют последовательно соединенные друг с другом молекулы пентозы и ортофосфорной кислоты. Цепь ДНК – это углеводно-фосфатная последовательность, с которой соединены азотистые основания. Молекулы фосфорной к-ты соединяют между собой молекулы ДНК за счет группы –ОН, 3-его атома углерода С одной пентозы и 5-ого атома углерода другой пентозы. Молекула ДНК имеет 2 цепи нуклеотидов расположенных параллельно друг другу, но в обратной последовательности. Эти две цепи удерживаются между собой за счет водородных связей между азотистыми основаниями: А и Т- 2 связи, Ц и Г- 3 связи. Азот.осн. расположены внутри спирали. Последовательность оснований одной цепи ДНК строго соответствует последовательности в другой. Это необходимое условие для передачи наследственной инф.

Структура РНК. Нить РНК – этопоследовательность рибонуклеотидов, соединенных в одну цепь. (линейная структура). Соединение рибонуклеотидов между собойосуществляется эфирной связью между 3-ей –ОН рибозы одного нуклеотида и 5-ой –ОН рибозы следующего нуклеотида. Азотистые основания РНК – А и Г (пуриновые) и Ц и У (пиримидиновые). А и Г присоединяются к пентозе через N 9-ого положения. Ц и У – через атом N в 1-ом положении. Отличительная особенность ДНК от РНК то, что для неё не характерно устойчивое спиральное строение. Она линейна. РНК)