Методические указания для самостоятельной работы со студентами Дисциплина «Б иохимия»

Скачать 0.92 Mb.

Название	Методические указания для самостоятельной работы со студентами Дисциплина «Б иохимия»
страница	3/14
Дата публикации	26.01.2015
Размер	0.92 Mb.
Тип	Методические указания

100-bal.ru > Химия > Методические указания

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 14

1.2 Физико-химические свойства белков.

Главными физико-химическими свойствами белков являются молекулярная масса, электрический заряд и растворимость в воде.

Молекулярная масса белков может значительно варьировать. Например, гормон инсулин имеет молекулярную массу около 6 тыс. Да, а иммуноглобулин М - около 1 млн. Да. Молекулярная масса белка зависит от количества аминокислотных остатков, входящих в его состав, а также массы неаминокислотных компонентов. Масса одного остатка аминокислоты в среднем составляет 110 Да. Таким образом, зная количество остатков аминокислот в белке, можно оценить его молекулярную массу и наоборот.

Электрический заряд белка определяется соотношением положительно и отрицательно заряженных групп на поверхности его молекулы. Заряд белковой частицы зависит от рН среды. Для характеристики белка используют понятие «изоэлектрическая точка».

Изоэлектрическая точка (pI) — значение pH среды, при котором суммарный заряд белковой частицы равен нулю. В изоэлектрической точке белки наименее устойчивы в растворе и легко выпадают в осадок. Величина pI зависит от соотношения кислых и основных аминокислот в белке. Для белков и пептидов с преобладанием кислых аминокислот (отрицательно заряженных при pH 7,0) значение pI находится в кислой среде; для белков и пептидов с преобладанием основных аминокислот (положительно заряженных при pH 7,0) значение pI находится в кислой среде.

Изоэлектрическая точка — характерная константа белков, её значение для большинства белков животных тканей лежит в пределах от 5,5 до 7,0, что свидетельствует о преобладании в их составе кислых аминокислот. Однако в природе имеются белки, у которых значение изоэлектрической точки лежит при крайних значениях pH среды. В частности, величина pI пепсина (фермента желудочного сока) равна 1, в лизоцима (фермента, расщепляющего клеточную стенку микроорганизмов) — около 11.

Растворимость белков в воде. Из курса физической и коллоидной химии известно, что белки как высокомолекулярные соединения образуют коллоидные растворы. Стабильность растворов белков в воде определяется следующими факторами:

величиной коллоидных частиц – чем они меньше, тем устойчивей раствор;

величиной заряда частиц – чем больше заряд частицы, тем стабильнее раствор;

величиной гидратной (сольватной) оболочки – чем больше сольватационной воды содержит коллоид, тем он устойчивее.

Под действием различных физических и химических факторов может происходить осаждение белков из коллоидных растворов. Различают:

обратимые реакции осаждения (высаливание), когда осадок белка можно вновь растворить в воде с восстановлением его исходных физико-химических и биологических свойств;

необратимые реакции осаждения под действием факторов, вызывающих грубые нарушения структурной организации белковой молекулы (денатурацию).

В основе реакций осаждения белков могут лежать следующие механизмы:

нейтрализация электрического заряда – при добавлении электролитов (кислот, щелочей, солей);

разрушение гидратной оболочки – при добавлении водоотнимающих веществ (спирта, ацетона, концентрированных растворов электролитов) и при нагревании;

увеличение размеров коллоидных частиц – под действием факторов, вызывающих денатурацию белка.

Чаще всего для действия факторов, вызывающих осаждение белков, характерно сочетание двух или всех трёх перечисленных механизмов.
Биологическая активность. В основе функционирования любого белка лежит его способность к избирательному взаимодействию со строго определёнными молекулами или ионами — лигандами. Например, для ферментов, катализирующих химические реакции, лигандами будут вещества, участвующие в этих реакциях (субстраты), а также кофакторы, активаторы и ингибиторы. Для транспортных белков лигандами являются транспортируемые вещества и т.д.

Лиганд способен взаимодействовать с определённым участком белковой молекулы — центром связывания или активным центром. Этот центр формируется пространственно сближенными радикалами аминокислот на уровне третичной структуры белка.

Способность лиганда взаимодействовать с центром связывания обусловлена их комплементарностью, то есть взаимным дополнением их пространственной структуры (подобно взаимодействию «ключ — замок»). Между функциональными группами лиганда и центра связывания образуются нековалентные (водородные, ионные, гидрофобные) связи. Комплементарностью лиганда и центра связывания можно объяснить высокую специфичность (избирательность) взаимодействия белок — лиганд.

Итак, различные белки отличаются друг от друга по своим физико-химическим свойствам и биологической активности. На этих различиях основаны методы разделения белковых смесей на фракции и выделения отдельных ферментных белков. Данные методы широко используются в медицинской биохимии и биотехнологии.

Денатурация белков – это изменение нативных (природных) физико-химических и, главное, биологических свойств белка вследствие нарушения его четвертичной, третичной и даже вторичной структуры. Денатурацию белка могут вызвать:

температура выше 60°С;
ионизирующая радиация;
концентрированные кислоты и щёлочи;
соли тяжёлых металлов (ртути, свинца, кадмия);
органические соединения (спирты, фенолы, кетоны).

Для денатурированных белков характерно:

изменение конформации молекулы;
уменьшение растворимости в воде;
изменение заряда молекулы;
меньшая устойчивость к действию протеолитических ферментов;
потеря биологической активности. Это можно объяснить разрушением нативной третичной структуры белка, на уровне которой формируется центр связывания лигандов.

При определённых условиях возможно восстановление исходной (нативной) конформации белка после удаления фактора, вызвавшего денатурацию. Этот процесс получил название ренативации.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 14

Похожие:

	Методические указания по самостоятельной работе студентов Методические указания предназначены студентам для выполнения самостоятельной работы по дисциплине «Вторичные метаболиты растений»...		Методические указания по самостоятельной работе студентов Методические указания предназначены студентам для выполнения самостоятельной работы по дисциплине «Избранные главы экологической...
	Методические указания для студентов рекомендации по организации самостоятельной... При изучении дисциплины предуматривается 6 часов для самостоятельной работы студентов. Студентами выполняется реферат, освещающий...		Методические указания по выполнению самостоятельной работы по дисциплине «Менеджмент» Учебная дисциплина «Менеджмент» изучается студентами дневного отделения специальности 150413 «Техническая эксплуатации оборудования...
	Методические указания по выполнению студентами самостоятельной работы Цели и задачи дисциплины		Методические указания для самостоятельной работы Красноярск К 20 Правовое регулирование обязательств по оказанию услуг: Методические указания для самостоятельной работы. – Красноярск: Сиб федер...
	Методические указания по выполнению самостоятельной работы студентами... Цель самостоятельной работы студентов состоит в обучении студентов навыкам работы с научно-теоретической литературой, практическими...		Методические указания для самостоятельной работы студентов по дисциплине «Антропология» Антропология: методические указания к самостоятельной работе [Текст ] / cост Е. В. Инжеваткин. – Красноярск: Сибирский федеральный...
	Методические указания для студентов по выполнеию внеаудиторной самостоятельной работы В работе даны методические указания для студентов 1 курса учреждений начального и среднего профессионального образования по выполнению...		Методические указания по выполнению самостоятельной работы студентов Направление подготовки Культурно-историческая роль России на евразийском пространстве: Методические указания по организации самостоятельной работы студентов....
	Методические указания по выполнению самостоятельной работы студентов... В методические указания включены рекомендации по самостоятельной проработке тем курса, вопросы для подготовки к зачету, перечень...		Методические указания по изучению дисциплины «Экономика предприятия»,... Абота содержит конспект основных курса «Экономика предприятия», методические указания к их изучению, список литературы по темам,...
	Методические указания по выполнению самостоятельной работы по дисциплине... Учебная дисциплина «Бизнес-планирование» изучается студентами дневного отделения специальности 080110 «Экономика и бухгалтерский...		Методические указания для студентов, изучающих курс философии Методические... Освоение содержания учебной дисциплины осуществляется на лекциях и в процессе самостоятельной учебной деятельности студентов
	Методические указания по выполнению самостоятельной работы студентов... Этнополитика (Текст): Методические указания по выполнению самостоятельной работы студентов. Тюмень: гаоу впо то «тгамэуп», 2012....		Методические указания по выполнению самостоятельной работы студентов Направление подготовки История экономического развития России: Методические указания по выполнению самостоятельной работы студентов. Тюмень: гаоу впо то...

Школьные материалы