biol2.pdf

Ć wiczenie 2

BUDOWA, WŁA Ś CIWO Ś CI I FUNKCJA BIAŁEK

Cz ęść do ś wiadczalna obejmuje:

- ilościowe oznaczanie białek metodą biuretową

- wytrącanie kazeiny w punkcie izoelektrycznym

- frakcjonowanie białek surowicy krwi metodą wysalania siarczanem amonu

- denaturacja białek (termiczna, etanolem o wyŜszym stęŜeniu, niektórymi kationami i anionami)

WPROWADZENIE

Łączenie się aminokwasów wi ą zaniami amidowymi prowadzi do utworzenia liniowej makro-

cząsteczki – polipeptydu. Łańcuchy polipeptydowe zawierające ponad 100 reszt aminokwasowych

przyjmuje się określać juŜ jako białka . Wi ą zanie amidowe , nazywane równieŜ wi ą zaniem pep-

tydowym , powstaje z grupy

-karboksylowej i grupy

-aminowej. Na ryc. 1A przedstawiono di-

peptyd (seryloalaninę) utworzony z seryny i alaniny. Wiązanie peptydowe jest stabilizowane me-

zomerycznie , gdyŜ wiązanie C-N ma cz ęś ciowo charakter wi ą zania podwójnego C=N (Ryc.

1B). To usztywnienie wiązania peptydowego powoduje, Ŝe we wszystkich ułoŜeniach przestrzen-

nych białek grupy amidowe pozostaj ą płaskie . Swobodna rotacja jest moŜliwa tylko wokół wią-

zania N-C

i C

-C, a obroty są opisywane przez wartości k ą tów torsyjnych

(fi) i

(psi) (Ryc.

1A).

Ryc. 1. Właściwości wiązania amidowego (peptydowego) (Koolman, Röhm 2005)

Ryc. 2. Struktury drugorzędowe białek (α-helisa, helisa kolagenu, pofałdowanej kartki, β-pętla)

(Koolman, Röhm 2005)

Konformacja łańcucha peptydowego utworzona przez kilka kolejnych reszt aminokwasowych

definiuje struktur ę drugorz ę dow ą stabilizowaną wi ą zaniami wodorowymi (Ryc. 2).

Białka, ze względu na skład, dzieli się na białka proste i zło Ŝ one . Białka proste zbudowane są

tylko z aminokwasów, natomiast białka zło Ŝ one zawierają szereg róŜnych komponentów nieami-

nokwasowych, których rodzaj staje się podstawą podziału białek na:

- glikoproteiny - białka zawierające cukry oboj ę tne (galaktoza, mannoza, fukoza), aminocukry

(N-acetyloglukozamina, N-acetylogalaktozamina) lub kwasy pochodne mono-

sacharydów (kwas uronowy, kwas sjalowy)

- lipoproteiny – zawierają fosfolipidy, cholesterol i inne związki lipidowe

- metaloproteiny – zawierają jony metali związane jonowo lub koordynacyjnie

- fosfoproteiny – reszty tyrozyny, treoniny lub seryny są zestryfikowane kwasem fosforowym

- nukleoproteiny – zawierają RNA lub DNA

- chromoproteiny – zawierają grupę prostetyczną, którą stanowią róŜne związki barwne

Na ryc. 3 pokazano potencjalne miejsca modyfikacji ła ń cucha polipeptydowego . Modyfika-

cjom ulegają zwykle polarne reszty aminokwasów, stanowiąc waŜne źródło róŜnorodności białek.

Ryc. 3. Potranslacyjne modyfikacje łańcucha polipeptydowego (Koolman, Röhm 2005)

Białka ze względu na pełnione funkcje moŜna podzielić na:

- enzymatyczne – najliczniejsza grupa białek (ponad 2000) o zróŜnicowanej masie cząsteczkowej

- strukturalne – są odpowiedzialne za mechaniczną stabilność narządów i tkanek ( kolagen, ela-

styna, tubulina, aktyna,

-keratyna ). Do białek strukturalnych zalicza się tak-

Ŝe histony pełniące kluczową rolę w upakowaniu DNA w chromatynie

- transportuj ą ce – np. hemoglobina uczestniczy w transporcie tlenu i CO 2 Niektóre białka oso-

cza ( prealbumina ) transportujące hormony, transferyna przenosząca Ŝelazo,

niektóre białka błonowe np. kanały jonowe pośredniczące w transporcie jonów,

no ś niki w transporcie metabolitów i jonów, pompy funkcjonujące w transpor-

cie aktywnym jonów i metabolitów

- regulacyjne – białkami są niektóre hormony ( somatotropina, insulina ), a takŜe receptory

uczestniczące w percepcji róŜnych cząsteczek sygnałowych. Białkami regulato-

rowymi są takŜe czynniki transkrypcyjne , regulujące ekspresję genów

- odporno ś ciowe – białka układu immunologicznego (np. immunoglobuliny ) chronią organizm

przed czynnikami chorobotwórczymi i ksenobiotykami (substancjami obcymi

dla organizmu)

- motoryczne – uczestniczą w procesach związanych z ruchem ( aktyna, miozyna ); kinezyna

funkcjonuje w przemieszczaniu organelli w komórce

- zapasowe – owoalbumina w białku jaja stanowi źródło aminokwasów dla rozwijającego się za-

rodka; ferrytyna wiąŜe Ŝelazo w wątrobie, kazeina jest białkiem zapasowym

mleka, niektóre białka budujące mięśnie mogą być wykorzystywane jako mate-

riał energetyczny; takŜe wiele białek roślinnych pełni funkcję zapasową

Ze względu na rozpuszczalno ść i kształt, białka dzielą się na: globularne (kuliste) i fibrylarne

(włókienkowate, skleroproteiny).

Do białek fibrylarnych naleŜą: α -keratyny włosów, wełny, piór, paznokci, kolageny zawarte

głównie w tkance łącznej, elastyny, fibroina jedwabiu.

Białka globularne obejmują:

-białka obojętne (albuminy, globuliny)

-kwaśne (prolaminy, gluteiny)

-zasadowe (histony, protaminy)

Na ryc. 4 przedstawiono półschematycznie, w około 1,5-milionowym powiększeniu, struktury

kilku wewnątrz- i pozakomórkowych białek.

Ryc. 4 . Strukturalne i funkcjonalne zróŜnicowanie białek (półschematyczne struktury w około 1,5

mln powiększeniu; długość kolagenu w tym powiększeniu wynosi około 30 cm) (Koolman, Röhm

2005)

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: