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!

kultura-avstralijskikh-aborigenov
Более 40 тыс. лет назад Австралия уже была населена. В...ДАЛЕЕ .....682
kto-pomogaet-opylyat-rasteniya-kakie-zhivotnye
Удивительные факты из растительного и животного мира -...ДАЛЕЕ .....3433
opredelenie-temperatury-okeana-so-sputnika
Меняющаяся из месяца в месяц и от сезона к сезону температура...ДАЛЕЕ .....1079
kak-proiskhodit-razmnozhenie-s-pomoshchyu-yajtsekladki-yaits
Биология яйцекладки птицы. Птичье яйцо – это сложная и...ДАЛЕЕ .....1081
o-rabote-v-offshornom-flote
Всем нам хорошо известна такая масштабная промышленная...ДАЛЕЕ .....576
u-kakikh-nasekomykh-samye-dlinnye-khobotki-i-zachem
САМЫЕ ДЛИННЫЕ «ХОБОТКИ»  Ночная бабочка, живущая на острове...ДАЛЕЕ .....2090
nasledstvo-arkhitekturnykh-pamyatnikov
При этом типе отношения к наследию архитектуры генплан...ДАЛЕЕ .....798
В средние века золотая имперская корона Отгонов, усаженная...ДАЛЕЕ .....839
fotokamera-ot-dzhonatana-ajva-ushla-za-1-8-mln
Камера LeicaM, которая была специально разработана дизайнером...ДАЛЕЕ .....543
internet-chto-eto-takoe
Интернет - глобальная сеть объединяющая миллионы компьютеров....ДАЛЕЕ .....578
dolmeny-rossijskij-analog-stounkhendzha
Когда вы поедете отдыхать в Геленджик, обязательно посетите...ДАЛЕЕ .....935
tsarstvovanie-v-rossii-ivana-iv-groznogo
Когда умер отец Ивана Грозного, Василий Третий, мальчику было...ДАЛЕЕ .....1165
primenenii-golografii-v-tekhnike
До сих пор мы рассказывали в основном о применении голографии...ДАЛЕЕ .....279
razrabotka-mobilnykh-prilozhenij
Базовые принципы разработки мобильных...ДАЛЕЕ .....489
interesnye-i-poleznye-fakty-pro-syr
Многие рестораны  имеют в своем арсенале массу блюд,...ДАЛЕЕ .....952
apollon-belvederskij-kakov-on-ideal-muzhskoj-krasoty
С тех пор как папа Римский Юлий II перенес статую к...ДАЛЕЕ .....827
normativnoe-tozhdestvo-sootnosheniya-yazyka-i-inidualnoj-rechi
Понятие нормативного тождества лежит, например, в основе...ДАЛЕЕ .....616
kreshchenie-rusi
В 988 году Владимир Красное Солнышко совершил крещение Руси....ДАЛЕЕ .....463
knyaz-vsevolod-georgievich
Годы Правления 1176-1212    Князь Всеволод...ДАЛЕЕ .....895
korichnevye-karliki
Если первоначальная масса звезды оказывается ниже 0,08...ДАЛЕЕ .....724
kak-ustroeny-rasteniya
На Земле примерно 350 000 биологических видов растений. Это и...ДАЛЕЕ .....871
poleznye-sovety-dlya-podderzhki-serdechno-sosudistoj-deyatelnosti
Большие нагрузки в течение дня на работе и дома отражаются в...ДАЛЕЕ .....965
mikhail-paleolog
В результате IV Крестового похода территория Византии была...ДАЛЕЕ .....971
kupola-izobretenie-parashyuta
Изобретение настоящего парашюта приписывают Котельникову. На...ДАЛЕЕ .....856
teoriya-slabykh-vzaimodejstvij
Обилие экспериментальных данных по слабым взаимодействиям...ДАЛЕЕ .....145
kakie-ptitsy-nazyvayutsya-beskilevymi
Обойдется без крыльев - бескилевые птицы   У...ДАЛЕЕ .....1012
sklonnost-k-izmenam
Гены влияют не только на совместимость, склонность к изменам...ДАЛЕЕ .....334
svarka-metallov-v-gazovoj-srede
Ограниченные технологические возможности делали дальнейшую...ДАЛЕЕ .....844
greet-li-shuba
Все привыкли считать, что самой теплой верхней одеждой...ДАЛЕЕ .....1988