Каталог Рефератов - Характеристика белков - скачать рефераты, бесплатно рефераты

	Информационно-образоательный портал
	Рефераты, курсовые, дипломы, научные работы,



МЕНЮ\|

поиск

Характеристика белков

Содержание

Введение
1 Общая характеристика белков
2 Классификация белков
3 Строение белков
4 Синтез белков
5 Приготовление пищи
Тесты
Заключение
Список литературы
Введение
Белки являются главным носителем жизни. «Повсюду, где мы встречаем жизнь, -- пишет Ф. Энгельс, -- мы находим, что она связана с каким-либо белковым телом, и повсюду, где мы встречаем какое-либо белковое тело, которое не находится в процессе разложения, мы без исключения встречаем и явления жизни...». «Жизнь есть способ существования белковых тел...»

В организмах животных и растений белки выполняют самые различные функции. Они составляют основу опорных, мышечной и покровных тканей (кости, хрящи, сухожилия, кожа), играют решающую роль в процессах обмена веществ и размножения клеток. Белковыми телами являются многие гормоны, энзимы, пигменты, антибиотики, токсины.

Вследствие исключительной нестойкости белки не имеют определенной температуры плавления и не перегоняются. Это затрудняет их выделение и идентификацию.

Как и аминокислоты, белки обладают амфотерным характером. Положение изоэлектрической точки (рН,) для белков зависит от природы входящих в их состав аминокислот: желатина 4,2; казеин 4,6; альбумин яйца 4,8; гемоглобин 6,8; глиа-дин пшеницы 9,8; клупеин 12,5.

Цель работы -

Задачи работы -

1 Общая характеристика белков
Белки, или протеины, -- сложные высокомолекулярные органические соединения (сложные полипептиды), построенные из остатков аминокислот, соединенных между собой амидными связями. В состав одного и того же белка входят различные аминокислоты. При полном гидролизе белок превращается в смесь аминокислот.

Молекулярная масса белков весьма велика: так, молекулярная масса альбумина сыворотки крови человека 61 500, у-глобулина сыворотки крови 153 000, гемоцианина улитки б 600 000.

Большинство белков в твердом состоянии сохраняет природную, форму (шерсть, шелк) или существует в виде порошка. Только некоторые белки удается выделить в кристаллическом состоянии.

Многие белки растворимы в воде, в разбавленных растворах солей, в кислотах. Почти все белки растворяются в щелочах, и все они нерастворимы в органических растворителях. Растворы белков имеют коллоидный характер и могут быть очищены диализом. Из растворов белки легко осаждаются органическими водорастворимыми растворителями (спиртом, ацетоном), растворами солей, особенно солей тяжелых металлов, кислотами и т. д. Осаждением растворами солей различной концентрации белки могут быть очищены и разделены. При осаждении некоторые белки меняют конформацию цепей и переходят в нерастворимое состояние. Этот процесс называется денатурацией. Денатурация многих белков может быть вызвана и нагреванием.

Различия в кислотно-основных свойствах белков позволяют их разделять методом электрофореза.

Все белки оптически деятельны. Большинство из них обладает левым вращением.

Существует ряд цветных реакций на белки.

1. Ксантопротеиновая. С азотной кислотой белки дают желтое окрашивание, переходящее при действии аммиака в оранжевое. При этой реакции происходит нитрование ароматического кольца содержащихся в белках ароматических аминокислот.

2. Биуретовая. С солями меди и щелочами белки дают фиолетовую окраску. Подобную окраску дают все вещества, содержащие пептидные связи -- МН -- СО -- (биурет).

3. Реакция Миллона. С раствором нитрата ртути в азотистой кислоте белки дают красное окрашивание. Эта реакция связана с наличием фенольной группировки.

4. Сульфгидрильная. При нагревании белков с раствором плюм-бита натрия выпадает черный осадок сульфида свинца. Эта реакция указывает на присутствие сульфгидрильных групп (ЗН) Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия: Учебник для ВУЗов / Под ред. Петрова А.А. М.: Высшая школа, 1981. С. 495..

2 Классификация белков

Белки разделяются на протеины (простые белки), в состав которых входят только остатки аминокислот и протеиды (сложные белки). Последние дают при гидролизе аминокислоты и какие-либо другие вещества, например, фосфорную кислоту, глюкозу, гетероциклические соединения и т. д.

Протеины разделяются на группы в зависимости от их растворимости и положения изоэлектрической точки.

Альбумины. Растворимы в воде, при нагревании свертываются. Осаждаются насыщенными растворами солей. Имеют сравнительно небольшую молекулярную кассу. При гидролизе дают мало гликоколя, Входят в состав белка яйца, крови, молока.

Глобулины. Нерастворимы в воде. Растворяются в разбавленных растворах солей и осаждаются концентрированными растворами солей. Свертываются при нагревании. Входят в состав мышечных волокон, яйца, молока, крови, растительных семян (конопля, горох).

Проламины. Нерастворимы в воде. Растворяются в 60--80 %-ном спирте. Содержат много пролина. Входят в состав растительных белков (глиадин пшеницы, гордеин ячменя, зеин кукурузы).

Протамины. Сильные основания. Не содержат серы. Имеют простой аминокислотный состав и низкую молекулярную массу, Входят в состав спермы и икры рыб.

Гистоны, Менее сильные основания, Входят в состав многих и сложных белков.

Склеропротеины. Нерастворимы в воде, растворах солей, кислот и щелочей. Устойчивы к гидролизу. К этой группе относятся белки опорных и покровных тканей организма: коллаген'костей и кожи, эластин связок, кератины шерсти, еолос, рога, ногтей, фиброин шелка, Характеризуются высоким содержанием серы.

Протеиды разделяются на группы в зависимости от состава небелковой части.

Нуклеопротеиды. Гидролизуются на простой белок (чаще всего гистоны или протамины) и нуклеиновые кислоты. Последние в свою очередь гидролизуются с образованием углевода, фосфорной кислоты, гетероциклического основания. Растворимы в щелочах и нерастворимы в кислотах, Входят в состав протоплазмы, клеточных ядер, вирусов.

Фосфопротеиды. Гидролизуются на простой белок и фосфорную кислоту. Слабые кислоты. Свертываются не при нагревании, а от действия кислот. К ним относится казеин молока,

Гликопротеиды. Гидролизуются на простой белок и углевод. Нерастворимы в воде. Растворяются в разбавленных щелочах. Нейтральны, Не свертываются при нагревании. Входят в состав слизей.

Хромопротеиды. Распадаются при гидролизе на простой белок и красящее вещество Химия: Справочное издание / В. Шретер. М.: Химия, 1989. С. 515..

3 Строение белков
Гидролиз белков проводят нагреванием с разбавленными кислотами или щелочами при обычном или повышенном давлении. В результате получаются смеси а-аминокислот. Некоторые аминокислоты при этом претерпевают изменения.

Мощными гидролитическими агентами для белков являются протеолитические ферменты (протеазы): пепсин (фермент желудка), трипсин (фермент поджелудочной железы), пептидазы (ферменты кишечника). Действие ферментов специфично: каждый расщепляет пептидную связь, образованную только одной определенной аминокислотой.

В настоящее время предложен ряд методов, которые позволяют расшифровать аминокислотный состав белка при наличии очень небольших его количеств. Среди этих методов наибольшее значение имеют хроматография, изотопное разбавление.

В состав белков входит около 25 различных аминокислот. При гидролизе каждого данного белка могут образоваться все эти аминокислоты или только некоторые из них в разных пропорциях для каждого белка. Из 20 различных аминокислот можно построить 2,3- 1018 изомеров белковой молекулы, что подчеркивает сложность определения структуры и осуществления синтеза белков.

Растворимые белки монодисперсны, так как имеют строго определенный аминокислотный состав и чередование отдельных остатков аминокислот.

Остатки аминокислот связаны в белковой молекуле линейно пептидными связями. Карбоксильная группа одной молекулы аминокислоты образует амид, взаимодействуя с аминогруппой соседней молекулы аминокислоты. Отдельные пептидные звенья -- МН -- СО -- СНК -- отличаются друг от друга только боковыми группами.

Соединения, содержащие несколько аминокислотных остатков, называют пептидами. Соединения с большим количеством пептидных звеньев называют полипептидами.

Белки построены еще более сложно, чем полипептиды. Однако фрагменты белковой молекулы могут рассматриваться как полипептидные звенья.

Группы К могут содержать свободные амино- или карбоксильные группы, так как некоторые белковые аминокислоты содержат две амино- (лизин) или две карбоксильные (аспарагиновая кислота) группы. Они могут содержать также группы ОН, 5Н и амидные.

Дипептид, состоящий из остатков двух различных аминокислот А и Б, может быть построен двумя способами. Например, дипептид, построенный из глицина и аланина, может иметь строение I или II :

МН2-- СН2-- СО-- Ш-- СН-- СООН

СН

глицилаланин (I)

СН3--СН--СО--NН--СН2--СООН

NН2

аланилглицин (II)

Три различные аминокислоты могут быть соединены шестью различными способами и т. д.

Порядок чередования остатков аминокислот в цепи может быть установлен последовательным отщеплением с обоих концов молекулы отдельных аминокислот, которые предварительно «метятся» превращением в какие-либо устойчивые к гидролизу производные. Этим путем было установлено строение многих наиболее простых белков (инсулина, миоглобина, рибонуклеазы и др.), молекулы которых построены из нескольких десятков или сотен различных и одинаковых остатков а-аминокислот и имеют молекулярную массу порядка 5 000--20 000. Эти данные дополняются результатами рентгеноструктурного анализа. Для многих более сложных белков установлен порядок чередования нескольких аминокислотных звеньев с каждого конца молекулы.

Таким образом может быть идентифицирована конечная аминокислота. Процесс может быть снова повторен для деградированного пептида.

В случае сложных белков или полипептидов расшифровке подвергают продукты их частичного гидролиза -- простые поли-пептиды, причем определяются места их «стыковки» (по различию в аминокислотном составе отдельных осколков) в сложную молекулу.

В современных лабораториях анализ аминокислотного состава и определение простых осколков проводится с помощью специальных хроматографов -- автоматических аминокислотных анализаторов.

Уникальная последовательность аминокислотных остатков в цепи, характерная для каждого белка, называется первичной структурой белка.

В отличие от углеводов первичная структура белков строго специфична для каждого вида организмов. Так, гормон инсулин, построенный из 51 остатка а-аминокислот в виде двух цепей, соединенных дисульфидными мостиками, имеет неодинаковый состав у различных видов животных. Трехчленные звенья в определенном месте цепи А молекулы инсулина содержат следующие аминокислотные остатки: у быка аланин--серии--валин; у свиньи трео-нин--серии--изолейцин; у лошади треонин--глицин--изолейцин; у овцы аланин--глицин--валин; у человека треонин--серии--изолейцин (на схеме 9 они отмечены звездочками). Различия наблюдаются также в С-концевом остатке В-цепи: в инсулине человека это остаток треонина, а в инсулине быка -- остаток аланина.

Отдельные молекулы белка взаимодействуют друг с другом, образуя водородные связи, причем цепи «свертываются» в виде спиралей. В так называемых фибрилярных белках отдельные цепи более растянуты. В глобулярных белках упаковка цепей более компактна.

В кристаллическом виде получены только глобулярные белки; фибрилярные белки не способны кристаллизоваться. Кристаллы белков, растущие из растворов, содержат растворитель, который входит в структуру белка, так что удаление его вызывает потерю кристалличности.

Особенности скручивания цепей белковых молекул (взаимное положение фрагментов в пространстве) называются вторичной структурой белков.

Полипептидные цепи белков могут соединяться между собой с образованием амидных, дисульфидных, водородных и иных связей за счет боковых цепей аминокислот. В результате возникновения этих связей происходит закручивание спирали в клубок. Эти особенности строения белков называют третичной структурой.

Наиболее всесторонне исследован белок, придающий красную окраску тканям мышц, -- миоглобин. Его молекулярная масса 17 000. Он содержит одну окрашивающую группу на молекулу. Последняя имеет вид глобулы.

4 Синтез белков
Проблема синтеза белков имеет огромное практическое, теоретическое и философское значение.

Прежде чем синтезировать белки, необходимо было научиться получать более простые вещества, построенные по тому же принципу, что и белки, -- полипептиды. Синтез полипептидов белков из большого числа-молекул аминокислот -- очень сложная задача. Так, если требуется получить полипептид, состоящий, например, из 20 остатков аминокислот и на каждой стадии синтеза выход будет 90 %, то окончательный выход на исходное сырье будет 0,9020X 100 = 12%.

Простейшие полипептиды--кристаллические вещества, растворимые в воде и почти нерастворимые в спирте. Они дают биуретовую реакцию. Полипептиды, как и белки, играют важную роль в процессах жизнедеятельности и являются продуктами частичного гидролиза белков.

Синтез полипептидов осуществляется различными методами. Простейшие из них разработаны Э. Фишером и Абдергальденом в начале нашего века. В последнее время разработаны новые методы, позволяющие получать более сложные полипептиды.

Синтез полипептидов этими методами осуществляется в три стадии:

1. Получение аминокислот с защищенными амино- или карбоксильными группами.

2. Образование пептидной связи.

3. Избирательное отщепление защищающих групп.

Первая стадия. Временная защита аминных или карбоксильных групп позволяет соединять аминокислотные остатки в желаемой последовательности, а также лишает аминокислоты амфотерных свойств. Для дикарбоновых аминокислот необходима дополнительная защита второй карбоксильной группы, для диаминокислот -- дополнительная защита аминогрупп, для аминокислот, содержащих сульфгидрильные группы, -- защита этих групп. Защитные группы должны быть устойчивыми в условиях синтеза, и их введение не должно вызывать рацемизации аминокислот, Для обратимой защиты аминогрупп пригодны следующие группы.

Страницы: 1, 2

© 2003-2013
Рефераты бесплатно, курсовые, рефераты биология, большая бибилиотека рефератов, дипломы, научные работы, рефераты право, рефераты, рефераты скачать, рефераты литература, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты медицина, рефераты на тему, сочинения, реферат бесплатно, рефераты авиация, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент.