1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Биология
  3. Первичная структура белков

Первичная структура белков

Первичная структура белков – это порядок расположения аминокислотных остатков в неразветвленной полипептидной цепи:
В цепи белка чередуются пептидные группы и a-углеродные атомы. Аминокислотные радикалы не участвуют в образовании связей на этом уровне. Однако порядок их расположения имеет решающее значение для пространственной формы молекулы. Дипептид, состоящий из двух различных аминокислот (А и Б), может иметь две разные последовательности “АБ” и “БА”. Для трех аминокислот число вариантов составляет 6. С 20 различных аминокислот можно построить 10130 различных последовательностей по 100 остатков в каждой. Представим, что хоть по одной из таких молекул в природе. Скрученные в компактные клубочки, они заняли бы 1027 (тысяча квадриллионов) объемов Вселенной. Понятно, что лишь малая доля возможных комбинаций последовательностей используется природой.
Расшифровка аминокислотной последовательности стала очень важным этапом в изучении белков. Первым исследованным белком стал инсулин – гормон поджелудочной железы (Ф. Сэнгер, 1945 – 1954 г.г.). Как показал Сэнгер, молекула бычьего инсулина, состоит из двух цепей: А (21 аминокислотный остаток) и В (30 аминокислотных остатков), соединенных между собой дисульфидными мостиками между остатками цистеина. Еще один такой мостик образуется внутри цепи А:
Методические основы анализа первичной структуры, разработанные Ф. Сэнгером, заключаются в воздействии на чистый белок различных факторов (кислот, ферментов), которые специфически гидролизуют только определенные пептидные связи. В каждом случае получается несколько пептидов, для которых определить состав и последовательность аминокислотных остатков легче, чем для большой молекулы. Сопоставление последовательностей коротких фрагментов позволяет выявить места перекрытия. N-концевые остатки аминокислот определяются с помощью динитрофторбензолу.
Сейчас .первинна структура белков определяется с использованием автоматического прибора – секвенаторы, в котором от полипептидной цепи последовательно отщепляются N-концевые аминокислоты и идентифицируются. Для этого определения нельзя использовать реактив Сэнгера, так как при его действия гидролизуется всю цепь. Поэтому применяют фенилизотиоцианат (реактив Эдмана), который, в отличие от реактива Сэнгера, позволяет отщеплять последовательно каждую конечную аминокислоту в виде фенилтиогидантоинового производного, не разрушая всей цепи, и определять ее хроматографически.
К настоящему моменту выяснена первичная структура более двух тысяч природных белков. При сравнении первичных структур гомологичных белков, то есть тех, которые выполняют одинаковые функции у разных видов организмов, оказалось, что они сходны по величественной и во многих положениях содержат одинаковые (инвариантные) остатки аминокислот. Наряду с этим, другие остатки (вариабельны) могут существенно отличаться у разных видов. Это свидетельствует о решающей роли инвариантных участков для пространственной структуры и биологической функции белков-гомологов. Кроме того, оказалось, что степень различия в первичной структуре гомологичных белков пропорционален степени филогенетического различия между видами. Таким образом, сравнение первичной структуры гомологичных белков можно использовать для построения эволюционного дерева, которое отражает последовательность появления и развития организмов.

ПОДІЛИТИСЯ: