Быстрый поиск

Проблема определения структуры белка подразделяется на две самостоятельные части. Во-первых, необходимо выяснить последовательность чередования аминокислотных звеньев в полипептидной цепи, во-вторых, и это наиболее сложно, установить пространственную форму белковой макромолекулы — вытянута она или скручена, свернута в клубок или имеет какую-нибудь иную форму. 

 
структуры белка
 
Первая задача в принципе совершенно аналогична той, которую мы рассматривали для полисахаридов, тогда как вторая специфична именно для белков. Дело в том, что макромолекулы полисахаридов более или менее плоски, так что их истинная форма мало отличается от их же плоских (двумерных) изображений. Совершенно иначе обстоит дело с макромолекулами белков, для которых строго установлено трехмерное (пространственное) строение.
 
Такая структура хотя и связана определенным образом с последовательностью чередования аминокислотных звеньев в цепи, но не может быть предопределена на основании знания этой последовательности; иначе говоря, она обусловлена составом и строением молекулы в целом. Итак, форма макромолекулы белка определяется рядом факторов, поэтому принято говорить минимум о двух структурах белка: первичной, то есть порядке чередования аминокислотных звеньев в полипептидной цепи, и вторичной — пространственной конфигурации пептидной цепи молекулы нативного белка. Следует сразу же оговориться, что и первичная и вторичная структуры определены к настоящему времени лишь для нескольких белков. И, тем не менее, очень важно, что ученым уже известно, как решать эту задачу, которая немного облегчается тем, что полипептидные цепи никогда не бывают разветвленными подобно полисахаридным: аминокислоты связываются друг с другом лишь в линейной последовательности. Из сказанного совсем не следует делать вывод о том, что большинство белков состоит из одной полипептидной цепи; наоборот, как установлено, молекулы ряда белков построены из нескольких полипептидных цепочек, но эти цепи связаны друг с другом непептидными связями.
 
Именно наличие этих связей и определяет вторичную структуру таких белков. Как и в случае полисахаридов, при исследовании белков в первую очередь необходимо установить, какие именно аминокислоты входят в состав макромолекулы. Это достигается путем проведения гидролиза изучаемого белка с последующим разделением и идентификацией аминокислот, которые образуются при расщеплении полипептидных цепей. Количественное определение почти двух десятков различных аминокислот, входящих в состав белков, — чрезвычайно трудоемкая задача, на решение которой раньше уходило до нескольких месяцев. В последнее десятилетие благодаря развитию хроматографии этот процесс был полностью автоматизирован. Сейчас автоматический анализатор аминокислот стал стандартным лабораторным прибором. Единственный недостаток автоматического анализатора заключается в том, что он выдает довольно ограниченную информацию. Действительно, сопоставляя данные о количественном аминокислотном составе исследуемого белка с результатами определения молекулярного веса этого вещества, можно установить только, как часто данный аминокислотный остаток повторяется в макромолекуле, но почти ничего нельзя сказать о том, в каком порядке в молекуле белка связаны аминокислотные звенья. Определив качественный и количественный аминокислотный состав данного белка, исследователь далее прибегает к помощи метода, который был описан для полисахаридов, то есть производит частичное расщепление белковой макромолекулы и исследует структуру образующихся при этом фрагментов, а затем пытается «реконструировать» макромолекулу, используя полученные сведения о строении отдельных «осколков». Очень важно при этом установить, какие именно аминокислоты в макромолекуле белка являются N- и С-концевыми. К счастью, биохимикам известен ряд ферментов, а также множество химических реагентов, которые специфически действую. Это позволяет выяснить, с какой аминокислоты «начинается», если так можно сказать, и какой аминокислотой «кончается» макромолекула изучаемого белка.
 
Итак, концевые аминокислоты известны. После этого экспериментатор прободит целую серию опытов по частичному гидролизу белка в различных условиях, в результате чего полипептидные цепи расщепляются на фрагменты, представляющие собой два-, три-, тетра- и пентапептиды. Эти фрагменты можно сравнительно легко разделить и идентифицировать, и тем самым определить последовательность аминокислот (в образующихся «осколках» макромолекулы). Частичный гидролиз можно проводить в самых различных условиях, например в присутствии кислоты, в короткие интервалы времени или при низких температурах.
 
Известны также ферменты, расщепляющие макромолекулы белков (протеолитические ферменты), причем многие из них действуют очень специфично, расщепляя пептидные связи лишь одного какого-либо типа (образованные только двумя определенными аминокислотами, расположенными в определенной последовательности) и совершенно не затрагивая все остальные пептидные связи. Например, содержащийся в желудочном соке фермент трипсин расщепляет только такие пептидные связи, у которых С-концевым звеном — СО—NH-связи является лизиновый или аргининовый остаток. Макромолекула белка, таким образом, под действием трипсина расщепляется на пептиды, у которых С-концевые аминокислоты — лизин или аргинин. Другой пищеварительный фермент — химотрипсин также специфически расщепляет пептидные связи фенилаланина и тирозина, а указанные аминокислоты становятся С-концевыми аминокислотами образующихся пептидов. Столь же специфично действуют и многие другие протеолитические ферменты, которые, следовательно, можно использовать для частичного гидролиза белка.
 
 

Рекомендуем почитать!

vyrashchivayut-tabak
  Наконец-то давно длившийся эмбарго между...ДАЛЕЕ .....260
muzhchiny-i-zhenshchiny-raznoe-vospriyatie-mira
В некоторых отношениях между мужчиной и женщиной возникают...ДАЛЕЕ .....417
gde-i-kogda-poyavilis-mlekopitayushchie
История появления млекопитающих Кстати говоря, мы - люди,...ДАЛЕЕ .....1380
kak-sebya-vesti-esli-roditeli-razvelis
Не всегда перемены в жизни приходятся к лучшему. Что делать...ДАЛЕЕ .....485
istoriya-zhenskoj-sumki
Клатч, ридикюль, шоппер, сумка-минодьер, кисет, барсетка,...ДАЛЕЕ .....247
kak-poyavilsya-plashch-makintosh
Изначально, понятие слова «макинтош» было напрямую связано с...ДАЛЕЕ .....1125
rog-narvala-edinoroga-chto-eto-takoe
Загадочный нарвал, он же  единорог. Его часто называют...ДАЛЕЕ .....1368
starets-rasputin
Похождения Распутина с удовольствием комментировала пресса -...ДАЛЕЕ .....864
kak-delayut-iskusstvennyj-almaz-rubin-sapfir
Алмаз, рубин, сапфир – искусство делать, а не...ДАЛЕЕ .....1762
kakaya-byla-pervaya-pismennost-i-kto-ee-pridumal
Письменность – это интересно   Ранняя...ДАЛЕЕ .....1086
kakie-rastenie-proizrastayut-v-tundre
Растительный мир тундры   В суровой Антарктике...ДАЛЕЕ .....1116
unikalnye-pilotnye-ochki
Плохие погодные условия в виде снега, дождя или тумана делают...ДАЛЕЕ .....814
chudesa-egipta-piramida-kheopsa
Секрет античных строителей пирамид Гизы уже пятое тысячелетие...ДАЛЕЕ .....1304
chto-takoe-aerobika
Аэробика     Аэробика — это...ДАЛЕЕ .....710
istoriya-proiskhozhdeniya-sgushchennogo-moloka
Кто и когда придумал сгущенное молоко? В 1810 году идея по...ДАЛЕЕ .....1062
goneniya-na-khristian-segodnya-realnost-ili-mif
Это не экскурс в историю римской империи. Я говорю о...ДАЛЕЕ .....374
vtoroj-etap-razvitiya-biokhimii
Второй этап развития биохимии был кинетическим. Для этого...ДАЛЕЕ .....249
tekhnika-eksperimentalnykh-issledovanij
Методика исследований строения и функции нервной системы...ДАЛЕЕ .....253
obshchee-predstavlenie-o-protsesse-vyvetrivaniya
Преобразование горной породы на почву происходит в результате...ДАЛЕЕ .....457
opredelenie-temperatury-okeana-so-sputnika
Меняющаяся из месяца в месяц и от сезона к сезону температура...ДАЛЕЕ .....971
dlya-chego-prisheltsam-tela-pogibshikh-zemlyan
Уже давно стало традицией: исчезновение людей считать делом...ДАЛЕЕ .....557
diagramma-gertsshprunga-ressela-rozhdenie-zvezd
Удобным способом классификация звезд является диаграмма...ДАЛЕЕ .....607
chto-takoe-shproty-eto-kakaya-ryba
Сегодня шпроты уже не вид рыбы, а способ ее...ДАЛЕЕ .....3739
knyaz-vsevolod-georgievich
Годы Правления 1176-1212    Князь Всеволод...ДАЛЕЕ .....778
knyaz-andrej-bogolyubskij
 Андрей Боголюбский  Долгое время потомкам...ДАЛЕЕ .....764
kak-izobretatel-pod-jomnika-smerti-lift-napugal-zhitelej-nyu-jorka
Интересная информация об открытии подъемника смерти в...ДАЛЕЕ .....713
В то время по Большому кольцу между Западным вокзалом и...ДАЛЕЕ .....670
zelenyj-tsvet-v-stile-i-mode
Все оттенки зеленого остаются актуальными в нынешнем модном...ДАЛЕЕ .....620
chastitsy-i-sily
Окружающий нас мир состоит из частиц, связанных между собою...ДАЛЕЕ .....29
ivan-groznyj
Известно, что бездетный князь Василий III со своей второй...ДАЛЕЕ .....325