Реферат : Белок

История открытия и изучения белков

Внедрение первого препарата белкового вещества описано в работах Я. Б. Беккари. Эксперименты с белковыми веществами растительного происхождения проводили И. М. Руэль, А. Пармантье и др. Экспериментальные работы с белковыми веществами животного происхождения были осуществлены Ф. Кене, Ф. Вассерберг, И. Пленк.

А. Ф. Фукруа первый делает попытки по установлению строения белков и сравнению белковых веществ различных тканей и жидкостей живого организма.

Первые данные об элементарном составе белков были получены Гей-Люссаком и Тенаром.

Над установлением эмпирических формул белковых веществ работали Ш. А. Вюрц, Э. Бауленхауер, Э. Фреши и А. Валансьен и др.

Открытие аминокислот было сделано такими учеными как Л. Н. Воклен, У. Г. Волластон, Г. Мульдер, А. Браконно и др.

В работах А. Я. Данилевского и Э. Фишера описывается способ связи аминокислот в белковой молекуле. Значительный вклад в развитие представлений о структурах белковой молекулы внес К. У. Линдерстрем-Ланг и др.

В 1921 г. состоялось открытие Московского биохимического института. Физико-химические методы исследования белков в 1930 – 1940-х гг. были продолжены Д. Л. Талмуд, П. В. Афанасьевым и др.

[sms]

Особенно следует отметить вклад Ф. И. Гизе, А. И. Коднева, П. Т. Ильенкова, А. Я. Данилевского, А. П. Сабанеева, Н. Н. Любавина и других отечественных ученых в развитие представлений о химическом строении белка.

Элементарный состав белков. Методы выделения и фракционирования белков

Способы гомогенизации материала:

размалывание на специальных мельницах, измельчение в гомогенизаторах Уорринга и Поттера, ультразвуком, попеременным замораживанием и оттаиванием, осмотическим шоком, методом азотной бомбы;
экстракция белков растворами солей, буферными смесями (фосфатный, цитратный, боратный), органическими растворителями (водными растворами одно- и многоатомных спиртов, уксусной и дихлоруксусной кислот, ацетона и др.).
Методы фракционирования белков:

высаживание, осаждение органическими растворителями (метиловым и этиловым спиртами, ацетоном, диоксаном и др.);
осаждение солями тяжёлых металлов (Hg2+, Zn2+, Ca2+, Ba2+, Pb2+, Cu2+, и др.), электрофорез жидкостный, на бумаге и блоке агар-агара.
Гомогенность и молекулярная масса белков

Способы очистки белковых препаратов от низкомолекулярных примесей:

диализ;

электродиализ;

кристаллизация;

ильфильтрация.
Методы определения гомогенности белковых препаратов осуществляется:

по независимости растворимости от количества твердой фазы;

по хроматографической, электроогорепической и гравитационной однородности;

по кристалличности, по содержанию HS- группы и концевых аминокислот.
Методы определения молекулярной массы белка:

гравитационный (ультрацентрифугирование);

вискозометрический;

осмометрический;

электронно-микроскопический;

хроматографический;

химический;

оптический.
Аминокислотный состав белков

Аминокислоты — основные структурные элементы всех белков. Они очень разнообразны. Аминокислоты делят на природные и искусственные. Кроме того, аминокислоты также подразделяются на рацемические и оптические активные аминокислоты. Особое значение для жизни имеют а-аминокислоты. Аминокислоты могут быть заменимыми и незаменимыми для человека.

Строение белковой молекулы

Способ связи аминокислот в белковой молекуле описан в работах А. Я. Данилевского и Э. Фишера. Важную роль в этом играют методы синтеза пептидов (синтез пептидов по методу Р. Меррифильда). Структура белковой молекулы строится по полипептидной теории.

Природные пептиды — это карнозин, глутатион, офтальмовая кислота, окситоцин, вазопрессин, ораллондин и др.

Для первичной структуры белков значимы понятия N- и C-концевых аминокислот, а также расщепление дисульфидных связей и окисление остатков цистеина в цистеиновую кислоту. Селективный гидролиз трепсином и химотрипсином, фракционирование пептидов методом электрофореза и хроматографии помогают в расшифровке первичной структуры выделенных пептидов и воссозданию полной структуры полипептидной цепи.

Вторичная структура белков включает в себя понятие об а- и в-конформациях полипептидной цепи. Четко прослеживается связь первичной и вторичной структуры белковой молекулы.

Методы выявления третичной структуры белков описаны в работах Дж. Кендрю, М. Петруца и Филипса по рентгеноструктурному анализу третичной структуры гемоглобина. Здесь же представлены типы связей, обеспечивающих поддержание структуры белковой молекулы, обращается внимание на гидрофобные зоны в молекулах глобумерных белков. Приоритет в разработке учения об ориентации гидрофобных и гидрофильных радикалов в процессе свёртывания полипептидной цепи в глобулу остается за отечественными исследователями: Д. Л. Талмуда, Б. Н. Талмуда и П. В. Афанасьева. Третичная структура белков отличается динамичностью.

Четвертичная структура белков включает субъединицы, протомеры и эпимолекулы (мультимеры). Конкретные примеры четвертичной структуры белков: инсулин, гемоглобин, вирус табачной мозаики и т. п.

Номенклатура и классификация белков

Белки делятся на:

простые (протеины) белки;
сложные (протеиды) белки.
Классификация протеинов проводится следующим образом:

по форме белковой молекулы;

по происхождению;

по аминокислотному составу.
Биологические функции белков

Белки могут выполнять функции ферментов, гормонов, антибиотиков и др. К наиболее изученным представителям белков и полипептидов относятся окситоцин, вазопрессин, инсулин, гормон роста, рибонуклеаза, интерфероны и некоторые другие.

Современные исследования в области химии белка

Органическая химия и биохимия определяет подходы к изучению сложных природных соединений: синтез аминокислот и белков.

Химические методы используются для изучения клетки в цитохимии и биохимии, в этих областях также решается проблема организации клетки.

Кроме того, биохимические исследования активно проводятся в медицине, чему способствует создание биохимических кафедр и лабораторий.

[/sms]