Файл: Нуклеопротеины липопротеины металлопротеины.pptx

СЛОЖНЫЕ БЕЛКИ

НУКЛЕОПРОТЕИНЫ

ЛИПОПРОТЕИНЫ

МЕТАЛЛОПРОТЕИНЫ

ХРОМОПРОТЕИНЫ

Хромопротеины

Содержат окрашенные простетические группы:

Гемопротеины (содержат гем, красный цвет)
Флавопротеины (содержат витамин В1, желтый цвет )
Ретинальпротеины (содержат витамин А, оранжевый цвет)
Церулоплазмин (содержит медь, голубой цвет)

ГЕМОПРОТЕИНЫ

неферментные

ферменты

Гемоглобин
Миоглобин

- Цитохромы

Каталаза

- Пероксидаза

Все они содержат в качестве небелкового компонента структурно сходные железопорфирины, но различные по составу и структуре белки, обеспечивая тем самым разнообразие их биологических функций.

Схема строения неферментных гемопротеинов

Миоглобин

один протомер

1(гем + глобин)

Гемоглобин

четыре протомера

4(гем + глобин)

Гис F8

Гис F7

белок

белок

E

F

Кооперативные изменения конформации протомеров гемоглобина при присоединении О2

О2

--О2

--О2

О2--

О2--

3О2

О2

венозная кровь артериальная кровь

Изменение конформации протомеров гемоглобина при отдаче О2 тканям

О2

О2

артериальная кровь венозная кровь

О2

О2

--О2

О2--

О2--

--О2

--О2

Почему отсоединяется первая молекула кислорода?

1) …

Железо своими четырьмя связями образует комплекс с порфирином, а 5-я координационная связь соединяется с атомом азота имидазольной группы гистидина белковой молекулы. Шестая координационная связь железа предназначена для присоединения кислорода (с образованием оксимиоглобина) или других лигандов: СО, NO и др.

Протеинопатии

Серповидно-клеточная анемия

нормальный эритроцит анемия

Металлопротеины

Кроме белка содержат ионы одного или нескольких металлов (часто являются ферментами)

Цитохромоксидаза (содержит медь)
Ферритин, трансферритин и сукцинатдегидрогеназа (содержат железо)
Алкогольдегидрогеназа, лактатдегидрогеназа, карбоангидраза (содержат цинк)
Тиреопероксидаза (содержит селен)
Альфа-амилаза (содержит кальций)

ГЛИКОПРОТЕИНЫ

Гликопротеины (гликоконъюгаты)

Белки содержащие углеводный компонент

Гликопротеины

Протеогликаны

доля углеводов 15-20%,
не содержат уроновых кислот,
углеводные цепи содержат не более 15 звеньев,
углевод имеет нерегулярное строение

доля углеводов 80-85%,
имеются уроновые кислоты,
углеводные цепи крайне велики,
углевод имеет регулярное строение.

углеводы

моносахариды дисахариды полисахариды

альдозы кетозы гомополисахариды

гетерополисахариды

триозы пентозы гексозы

глицериновый рибоза глюкоза крахмал гиалуроновая к-та

альдегид дезоксирибоза фруктоза гликоген хондроитинсульфаты

диоксиацетон ксилоза галактоза клетчатка дерматансульфаты

ксилулеза гепарин

сахароза

лактоза

Н

С=О

Н-С-ОН

СН2ОН

СН2ОН

С=О

СН2ОН

диоксиацетон

глицериновый альдегид

формулы триоз

Н

С= О

Н- С -ОН

НО-С-Н

H-C-ОН

СН2ОН

Н

С= О

Н-С-ОН

Н-С-ОН

H-C-ОН

СН2ОН

Н

С= О

Н-С– Н

Н-С-ОН

H-C-ОН

СН2ОН

Н

С= О

Н- С -ОН

НО-С-Н

HО-C-Н

СН2ОН

ксилоза арабиноза рибоза дезоксирибоза

формулы пентоз

Н

С=О

Н-С-ОН

HO-С-Н

Н-С-ОН

H-C-OH

СН2ОН

СН2ОН

С = О

НО-С-Н

Н-С-ОН

Н-С-ОН

СН2ОН

Н

С=О

Н-С-ОН

HO-С-Н

НО-С-Н

H-C-OH

СН2ОН

Представители гексоз

глюкоза фруктоза галактоза

СН3 – С = О

Н

н-о-сн3

δ-

δ+

δ-

δ+

СН3 – С

-о-сн3

Н

ОН

полуацетальный гидроксил

полуацеталь

Схема образования полуацеталя

С = О

СН2ОН

ОН

Н

ОН

ОН

ОН

О

СН2ОН

ОН

ОН

ОН

ОН

Н

Н

Н

Н

1

2

3

4

5

6

Образование полуацетальной формы глюкозы (по ХЕУОРЗУ)

α - форма

Н

С=О

Н-С-ОН

HO-С-Н

Н-С-ОН

H-C-OH

СН2ОН

Н

С ОН

Н-С-ОН

HO-С-Н

Н-С-ОН

H-C

СН2ОН

О

Образование полуацетальной формы глюкозы

полуацеталь-ный гидроксил

альдегидная форма полуацетальная форма

О

СН2ОН

ОН

ОН

ОН

ОН

β – форма глюкозы

О

СН2ОН

ОН

ОН

ОН

ОН

α - форма

СН2ОН

С = О

HO-С-Н

Н-С-ОН

H-C-OH

СН2ОН

СН2ОН

С

HO-С-Н

Н-С-ОН

H-C

СН2ОН

О

Образование полуацетальной формы фруктозы

полуацеталь-ный гидроксил

кетонная форма полуацетальная форма

ОН

CH2ОН

О

CH2ОН

ОН

ОН

ОН

ОН

полуацетальная форма фруктозы по ХЕУОРЗУ

α - форма

CH2ОН

О

CH2ОН

ОН

ОН

ОН

ОН

полуацетальная форма фруктозы по ХЕУОРЗУ

β - форма

Н

С=О

Н-С-ОН

HO-С-Н

Н-С-ОН

H-C-OH

СН2ОН

СООН

Н-С-ОН

HO-С-Н

Н-С-ОН

H-C-OH

СН2ОН

Аg2O, t

+ Ag

глюкоза глюконовая кислота

окисление альдегидной группы в углеводах

Н

С=О

Н-С-ОН

HO-С-Н

Н-С-ОН

H-C-OH

СН2ОН

глюкоза глюкуроновая кислота

окисление спиртовой группы в углеводах

Н

С=О

Н-С-ОН

HO-С-Н

Н-С-ОН

H-C-OH

СООН

[О], кат.

Н

С=О

Н-С-ОН

HO-С-Н

Н-С-ОН

H-C-OH

ОН

СН2О –Р = О

ОН

СН2ОН

С = О

НО-С-Н

Н-С-ОН

Н-С-ОН

ОН

СН2О – Р = О

ОН

фосфорные эфиры гексоз

глюкозо-6-фосфат фруктозо-6-фосфат

О

СН3

ОН

ОН

ОН

ОН

О

СН2ОН

ОН

ОН

ОН

ОН

О

СН2ОН

ОН

ОН

NH

С=О

сн3

ОН

фукоза

Ацетил-глюкоз-амин

глюкоза

Углеводы гликопротеинов

СООН

Н-С

СН2

Н-С-ОН

СН3-С-НN - С-Н

Н-С

Н-С-ОН

Н-С-ОН

СН2ОН

О

О

сиаловая кислота

(N-ацетилнейраминовая)

Углеводы гликопротеидов

Гликопротеины

Характерно низкое содержание углеводов.

Углеводный остаток является олигосахаридом (содержит маннозу, галактозу, глюкозу, и их аминопроизводные, также N-ацетилнейраминовую кислоту).

Олигосахарид присоединен к аминокислотам белковой цепи либо

N-гликозидной связью – к амидному азоту аспарагина, либо О-гликозидной связью – к гидроксигруппе остатков серина, треонина, гидроксилизина

Строение гликопротеина

Фукоза

Фукоза

Фукоза

Ацетилглюкозамин

Ацетилглюкозамин

Ацетилглюкозамин

Роль углеводного компонента в гликопротеинах

Стабилизирует молекулу белка;
Защищает белок от протеолиза (расщепления ферментами);

К гликопротеинам относят:

большинство белковых гормонов, секретируемые в жидкие среды организма вещества,

мембранные сложные белки,

все антитела (иммуноглобулины),

белки плазмы крови, молока,

интерфероны,

группы крови,

рецепторные белки и др.

Протеогликаны

Характеризуются наличием полисахаридов, состоящих из повторяющихся дисахаридных остатков.

Дисахариды включают в себя уроновую кислоту и аминосахар.

Многократно дублируясь, дисахариды образуют олиго- и полисахаридные цепи – гликаны

Углеводная часть, аналогично с гликопротеинами, связывается с белком через остатки серина и аспарагина.

Основными представителями структурных гликозаминогликанов является гиалуроновая кислота, хондроитинсульфаты.

По функции протеогликаны особенно значимы для межклеточного пространства, особенно соединительной ткани, в которое погружены коллагеновые волокна.

Они имеют древовидную структуру – в центре находится гиалуроновая кислота, которая через связующие белки присоединяет многочисленные "веточки" из хондроитинсульфатов.

Молекулы гликанов весьма гидрофильны, создают сетчатый желеподобный матрикс и заполняют пространство между клетками, являясь преградой для крупных молекул и микроорганизмов.

сердцевинный белок

Гликокаликс в мембране клеток

мембрана

Белки мембран

Роль протеогликанов в организме человека

Повышает прочность оболочек клеток (плазматической мембраны);
Проявляет свойство универсального клея. В виде аморфного вещества упрочняет костную и соединительную ткань;
Является главным смазочным материалом суставных поверхностей;
В виде слизей покрывает поверхность эпителия желудка и кишечника от разрушения протеолитическими ферментами.

Защита эпителиальных клеток полисахаридным слоем

Слизистая оболочка стенки желудка

Дефект слизистой оболочки при язвенной болезни желудка

ФОСФОПРОТЕИНЫ

-О-Р=О

О

О

-О-Р=О

О

О

-О-Р=О

О

О

-О-Р=О

О

О

О=Р--

О

О

О=Р--

О

О

О=Р--

О

О

Фосфопротеины

Пример: казеиноген молока

Пример: казеиноген молока
Высокая устойчивость: даже при денатурации не происходит коагуляциии оседания (седиментации). И лишь подкисление среды ослабляет устойчивость и способствует выпадению в осадок.

--- CO-HN–CH–CO-НN ----

|

СН2–ОН

НО-Р-О

О

О

полипептидная цепь

серин

--- CO-HN–CH–CO-НN ----

|

СН2

О-Р-О

О

О

полипептидная цепь

+ Н2О

-О-Р=О

О

О

-О-Р=О

О

О

-О-Р=О

О

О

-О-Р=О

О

О

О=Р- О

О

О=Р-О

О

О=Р-О

О

Строение Са-фосфопротеина

Са2+

Са2+

Са2+

Са2+

Са2+

Са2+

Са2+

Биологические значение фосфорилирования белков.

Является главной реакцией активации ферментов;
Фосфопротеины обладают свойством присоединять к молекуле ионы кальция. Фосфопротеины молока (казеиногены) являются основным источником Са и Р для растущего организма.

Домашнее задание

Пройти тест и выполнить ситуационные задачи на платформе Moodle.
Подготовиться к контрольной работе по теме: Простые и сложные белки.
Тренироваться в написании формул: гема, моносахаридов, соединять их между собой, производные: гликозамины, фосфаты, фукоза, сиаловая кислота, крахмал, целлюлоза, уроновые кислоты, гиалуроновая, хондроитинсульфаты.
Тренироваться в изображении молекул хромопротеинов (миоглобин, гемоглобин, принцип кооперативности, гликопротеины, протеогликаны, мембрана с этими структурными кмпнентами, гликокаликс, фосфопротеины).
Повторить темы: простые белки, нуклеопротеины и липопротеины. Тренироваться в написании формул аминокислот, трипептидов, считать заряд аминокислот, трипептидов и белков в зависимости от рН среды и с учетом ИЭТ. Изображать вторичную, третичную и четвертичную структуры, показывать связи этих структур, изображать процесс высаливания, денатурации, липопротеинов, нуклеопротеинов, азотистых оснований, нуклеозидов, нуклеотидом, динуклеотидов, вторичная структура ДНК и принцип комплементарности, третичная структура ДНК).