Белки. Их строение, функции, свойства

 1950-õ ãã. áûëà äîêàçàíà òðåõóðîâíåâàÿ îðãàíèçàöèÿ áåëêîâûõ ìîëåêóë — íàëè÷èå ó íèõ ïåðâè÷íîé, âòîðè÷íîé è òðåòè÷íîé ñòðóêòóðû; ñîçäàåòñÿ àâòîìàòè÷åñêèé àíàëèçàòîð àìèíîêèñëîò (Ñ. Ìóð, Ó. Õ. Ñòàéí, 1950).  60-õ ãã. ïðåäïðèíèìàþòñÿ ïîïûòêè õèìè÷åñêîãî ñèíòåçà áåëêîâ (èíñóëèí, ðèáîíóêëåàçà). Ñóùåñòâåííî óñîâåðøåíñòâîâàëèñü ìåòîäû ðåíòãåíîñòðóêòóðíîãî àíàëèçà; áûë ñîçäàí ïðèáîð — ñåêâåíàòîð (Ï. Ýäìàí, Ã. Áýãã, 1967), ïîçâîëÿâøèé îïðåäåëÿòü ïîñëåäîâàòåëüíîñòü àìèíîêèñëîò â ïîëèïåïòèäíîé öåïè. Ñëåäñòâèåì ýòîãî ÿâèëîñü óñòàíîâëåíèå ñòðóêòóðû íåñêîëüêèõ ñîòåí áåëêîâ èç ñàìûõ ðàçíûõ èñòî÷íèêîâ. Ñðåäè íèõ ïðîòåîëèòè÷åñêèå ôåðìåíòû (ïåïñèí, òðèïñèí, õèìîòðèïñèí, ñóáòèëèçèí, êàðáîêñèïåïòèäàçû), ìèîãëîáèíû, ãåìîãëîáèíû, öèòîõðîìû, ëèçîöèìû, èììóíîãëîáóëèíû, ãèñòîíû, íåéðîòîêñèíû, áåëêè âèðóñíûõ îáîëî÷åê, áåëêîâî-ïåïòèäíûå ãîðìîíû (ñì. Ðåãóëÿòîðíûå ïåïòèäû).  ðåçóëüòàòå ïîÿâèëèñü ïðåäïîñûëêè äëÿ ðåøåíèÿ àêòóàëüíûõ ïðîáëåì ýíçèìîëîãèè, èììóíîëîãèè, ýíäîêðèíîëîãèè è äðóãèõ îáëàñòåé áèîëîãè÷åñêîé õèìèè.

 êîíöå 20 âåêà çíà÷èòåëüíûå óñïåõè áûëè äîñòèãíóòû â èçó÷åíèè ðîëè áåëêîâ â õîäå ìàòðè÷íîãî ñèíòåçà áèîïîëèìåðîâ, ïîíèìàíèÿ ìåõàíèçìîâ èõ äåéñòâèÿ â ðàçëè÷íûõ ïðîöåññàõ æèçíåäåÿòåëüíîñòè îðãàíèçìîâ, óñòàíîâëåíèÿ ñâÿçè ìåæäó èõ ñòðóêòóðîé è ôóíêöèåé. Îãðîìíîå çíà÷åíèå ïðè ýòîì èìåëî ñîâåðøåíñòâîâàíèå ìåòîäîâ èññëåäîâàíèÿ, ïîÿâëåíèå íîâûõ ñïîñîáîâ äëÿ ðàçäåëåíèÿ áåëêîâ è ïåïòèäîâ. Ðàçðàáîòêà ýôôåêòèâíîãî ìåòîäà àíàëèçà ïîñëåäîâàòåëüíîñòè ðàñïîëîæåíèÿ íóêëåîòèäîââ íóêëåèíîâûõ êèñëîòàõ ïîçâîëèëà çíà÷èòåëüíî îáëåã÷èòü è óñêîðèòü îïðåäåëåíèå àìèíîêèñëîòíîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè â áåëêàõ. Ýòî îêàçàëîñü âîçìîæíûì ïîòîìó, ÷òî ïîðÿäîê ðàñïîëîæåíèÿ àìèíîêèñëîò â áåëêå îïðåäåëÿåòñÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòüþ íóêëåîòèäîâ â êîäèðóþùåì ýòîò áåëîê ãåíå (ôðàãìåíòå ÄÍÊ). Ñëåäîâàòåëüíî, çíàÿ ðàññòàíîâêó íóêëåîòèäîâ â ýòîì ãåíå è ãåíåòè÷åñêèé êîä, ìîæíî áåçîøèáî÷íî ïðåäñêàçàòü, â êàêîì ïîðÿäêå ðàñïîëàãàþòñÿ àìèíîêèñëîòû â ïîëèïåïòèäíîé öåïè áåëêà. Íàðÿäó ñ óñïåõàìè â ñòðóêòóðíîì àíàëèçå áåëêîâ çíà÷èòåëüíûå ðåçóëüòàòû áûëè äîñòèãíóòû â èçó÷åíèè èõ ïðîñòðàíñòâåííîé îðãàíèçàöèè, ìåõàíèçìîâ îáðàçîâàíèÿ è äåéñòâèÿ íàäìîëåêóëÿðíûõ êîìïëåêñîâ, â òîì ÷èñëå ðèáîñîìè äðóãèõ êëåòî÷íûõ îðãàíåëë, õðîìàòèíà, âèðóñîâ è ò. ä.

Ñòðîåíèå áåëêîâ

Ïðàêòè÷åñêè âñå áåëêè ïîñòðîåíû èç 20 a-àìèíîêèñëîò, ïðèíàäëåæàùèõ ê L-ðÿäó, è îäèíàêîâûõ ïðàêòè÷åñêè ó âñåõ îðãàíèçìîâ. Àìèíîêèñëîòû â áåëêàõ ñîåäèíåíû ìåæäó ñîáîé ïåïòèäíîé ñâÿçüþ—СО—NH—, êîòîðàÿ îáðàçóåòñÿ êàðáîêñèëüíîé è a-àìèíîãðóïïîé ñîñåäíèõ àìèíîêèñëîòíûõ îñòàòêîâ: äâå àìèíîêèñëîòû îáðàçóþò äèïåïòèä, â êîòîðîì îñòàþòñÿ ñâîáîäíûìè êîíöåâûå êàðáîêñèëüíàÿ (—СООН) è àìèíîãðóïïà (H2N—), ê êîòîðûì ìîãóò ïðèñîåäèíÿòüñÿ íîâûå àìèíîêèñëîòû, îáðàçóÿ ïîëèïåïòèäíóþ öåïü.

Ó÷àñòîê öåïè, íà êîòîðîì íàõîäèòñÿ êîíöåâàÿ Í2N-ãðóïïà, íàçûâàþò N-êîíöåâûì, à ïðîòèâîïîëîæíûé åìó — Ñ-êîíöåâûì. Îãðîìíîå ðàçíîîáðàçèå áåëêîâ îïðåäåëÿåòñÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòüþ ðàñïîëîæåíèÿ è êîëè÷åñòâîì âõîäÿùèõ â íèõ àìèíîêèñëîòíûõ îñòàòêîâ. Õîòÿ ÷åòêîãî ðàçãðàíè÷åíèÿ íå ñóùåñòâóåò, êîðîòêèå öåïè ïðèíÿòî íàçûâàòü ïåïòèäàìè èëè îëèãîïåïòèäàìè (îò îëèãî...), à ïîä ïîëèïåïòèäàìè (áåëêàìè) ïîíèìàþò îáû÷íî öåïè, ñîñòîÿùèå èç 50 è áîëåå àìèíîêèñëîò. Íàèáîëåå ÷àñòî âñòðå÷àþòñÿ áåëêè, âêëþ÷àþùèå 100-400 àìèíîêèñëîòíûõ îñòàòêîâ, íî èçâåñòíû è òàêèå, ìîëåêóëà êîòîðûõ îáðàçîâàíà 1000 è áîëåå îñòàòêàìè. Áåëêè ìîãóò ñîñòîÿòü èç íåñêîëüêèõ ïîëèïåïòèäíûõ öåïåé.  òàêèõ áåëêàõ êàæäàÿ ïîëèïåïòèäíàÿ öåïü íîñèò íàçâàíèå ñóáúåäèíèöû.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6