Доклад : Биосинтез белков 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Доклад >> Биология и химия


Биосинтез белков




Биосинтез белков

Каковы же основные формы связи аминокислот в сложной молекуле белка? Ещё в 1891 г. А. Я. Данилевский высказал предположение, что это амидные связи, образованные карбоксилом одной молекулы аминокислоты и аминогруппой другой (поликонденсация типа голова – хвост”), например:

-H2O

H3N-CH3-C=O +HNHCH3COOH--

\

OH

H3N-CH3-CO-NH-CH3-COOH

(пептидная связь)

Амидные связи этого типа называются пептидными связями,а низкомолекулярные соединения, в которых аминокислоты соединены друг с другом пептидными связями, принято называть пептидами (или полипептидами).

Пептиды образуются при частичном гидролизе белков. Пептидная теория строения белка была развита Э. Фишером и Гофмейстером и в настоящее время окончательно подтверждена.

В зависимости от числа аминокислотных остатков, входящих в молекулу полипептида, различают дипептиды, трипептиды, тетрапептиды и т. д. . Характерную для пептидов группировку

-CO-NH- называют пептидной.

Названия полипептидов производят от названий остатков аминокислот, прореагировавших своими карбоксильными группами, и от названия аминокислоты, реагирующей своей аминогруппой и сохраняющей свободную карбоксильную группу:

H3N-CH3-CO-NH-CH(CH3)-COOH

глицилаланин(H-гли-ала-OH)

NH3-CH(CH3)-CO-NH-NH3-CO-NH-CH3-COOH

Аланилглицилглицин(H-ала-гли-гли-OH)

К настоящему времени разработано много методов превращения а-аминокислот в пептиды и синтезированы простейшие природные белки –инсулин, рибонуклеаза, вазопрессин, окситоцин и др.

Для того чтобы соединить две аминокислоты пептидной связью, необходимо: а) закрыть (защитить) карбоксильную группу глицина и аминогруппу аланина, чтобы не произошло нежелательных реакций по этим группам; б) образовать пептидную связь; в) снять защитные группы. Защитные группы должны надёжно закрывать аминную и карбоксильную группы в процессе синтеза и потом легко сниматься без разрушения пептидной связи.

Защита аминогруппы наиболее просто проводится ацилированием:

-HCl

R-COCl+H3N-CH-COOH--R-CO-NH-CH-COOH

| |

CH3 CH3

Карбоксильную группу для защиты превращают в сложноэфирную:

-HOH

H3N-CH3-COOH+HOR-- H3N-CH3-COOR

Для образования пептидной связи или активируют карбоксильную группу N-ацилаланина, превращая его в хлорангидрид, или проводят конденсацию в присутствии сильных водоотнимающих веществ (дициклогексилкарбодиимид, этоксиацетилен):

-H2O

R-CO-NH-CH-COOH+HNHCH3-COOR--

|

CH3 гидролиз

R-CO-NH-CH-CO-NH-CH3-COOR----

|

CH3

H3N-CH-CO-NH-CH3-COOH

|

CH3

Затем снимают защитные группы в таких условиях, чтобы не затрагивалась пептидная связь. Таким образом можно синтезировать не только ди-, но и три-, и тетрапептиды и т. д. .

Очень перспективный метод синтеза пептидных связей предложил в 1960 г. Мерифильд (США). Этот метод потом получил название твёрдофазного синтеза пептидов. Первая аминокислота с защищённой аминогруппой присоединяется к твёрдому носителю ионнообменной смоле, содержащей первоначально группы CH2Cl (1-ая стадия), с образованием так называемой якорной связи, которая обозначена жирной линией: (1)-NaCl

Смола-CH3Cl+NaOOC-CHR-NHCOR’Смола- -CH3O-C-CHR-NHCOR’Смола-CH3O-C-CHR-

|| ||

O O

+HOOC-CHR’’-NHOR(3)

-NH3-----------Смола-CH3O-C-CHR-

||

(4) O

-NHCO-CHR’’-NHCOR’Смола-CH3O-C-CHR--NHCO-CHR’’-NH3 и т. д. ||

O

Затем наращивают пептидную цепь, пропуская через смолу растворы соответствующих реагентов. Для этого сначала убирают группу, защищающую конечную NH3 – группу (2-ая стадия). Пропуская через смолу раствор другой аминокислоты с защищённой аминогруппой в присутствии водоотнимающих реагентов, образуют пептидную связь между первой и второй аминокислотой (3-я стадия). Если затем убрать защитную группу (4-ая стадия), синтез пептида можно вести далее. После наращивания пептидной цепи до нужной величины гидролизуют якорную сложноэфирную связь и смывают полипептид со смолы:

HBr

Смола-CH3O-CO-CHR-NH…CO-CHR’NH3---

Смола-CH3OH+HOOCCHRNH…COCHR’NH3

Полипептид

Метод Мерифильда прост в техническом оформлении, что позволяет полностью автоматизировать процесс. Поэтому, хотя вышеупомянутые белки инсулин(51 аминокислота) и рибонуклеаза(124 аминокислоты) были синтезированы классическими методами, метод Мерифильда позволяет значительно сократить затраты труда и времени на синтез белков. Так, рибонуклеаза была синтезирована Мерифильдом в 1968 г. менее чем за месяц, хотя синтез включал 369 последовательных реакций.

Чеботарёв А. 11п1

Похожие работы:

  • Биосинтез белка и его регуляция

    Реферат >> Биология
    ... химии Уфа 2004 Введение Биосинтез белка Одной из задач современной ... ДНКРНКБелокКлеткаОрганизм Биосинтез белка, хотя непосредственно и регулируется рибонуклеиновыми ... . Согласно теории Жакоба и Моно в биосинтезе белка у бактерий участвуют по крайней мере ...
  • Регуляция биосинтеза белков на этапе трансляции

    Реферат >> Биология
    Регуляция биосинтеза белков на этапе трансляции До недавнего ... выполнять важную функциональную роль. Регуляция биосинтеза белков путем посттрансляционной модификации Посттрансляционная модификация ...
  • Автотрофные и гетеротрофные клетки. Фотосинтез, хемосинтез, биосинтез белков

    Реферат >> Биология
    ... клеточных органоидов, мембран. Синтезируются ферменты и белки. Биосинтез белков идет интенсивно и у многих взрослых, т. е. закончивших ... собой. Энергетика биосинтеза белка Еще одной очень важной стороной биосинтеза белка является его энергетика ...
  • Регуляция биосинтеза белков на этапе транскрипции

    Контрольная работа >> Биология
    ... , вытесняются из популяции. 2. Регуляция биосинтеза белков Биосинтез белков складывается из процессов непосредственного построения ... . 4. Транскрипция генетической информации Этот этап биосинтеза белков состоит в «переписывании» информации, закодированной в ...
  • Конспект урока по биологии-биосинтез белков

    Реферат >> Педагогика
    ... 10 «Б» классе по теме: Биосинтез белков. Цель: Познакомить с процессами транскрипции ... трансляции, объяснить сущность процесс биосинтеза белков. Развивающая. Развитие внимания, ... сегодняшнего урока: Биосинтез белков. В клетке содержатся тысячи белков – какие- ...
  • Белки нервной системы

    Реферат >> Биология
    ... клетках. Интересен вопрос об интенсивности биосинтеза белка S 100 и появлении его ... . В период обучения происходит усиление биосинтеза белка S 100, что подтверждается более ... , что наиболее интенсивный биосинтез данного белка происходит в пирамидальных клетках ...
  • Белки. Свойства. Синтез

    Реферат >> Биология
    ... группу составляют регуляторные белки, контролирующие биосинтез белка, и нуклеиновых кислот. К регуляторным белкам относятся также ... мкг/мл примесного антигена). 3. Синтез белка Биосинтез белка происходит в результате трансляции в субклеточных частицах ...
  • Интеграция обмена углеводов, белков и жиров в организме. Транспортные системы в организме человека

    Реферат >> Биология
    ... белки, нуклеиновые кислоты, жиры, углеводы и другие компоненты клеток. Так как биосинтез ... образуется много разнообразных молекул. Биосинтез начинается с малых молекул ... на анаэробный, координация процессов биосинтеза белков и нуклеиновых кислот. В ...
  • Биосинтез 2Н-меченого бактериородопсина галофильной бактерией Halobacterium halobium

    Статья >> Биология
    ... 86; Осуществлен биосинтез мембранного белка бактериородопсина галофильной ... триптофан, 2Н-меченый бактериородопсин; биосинтез; масс-спектрометрия ВВЕДЕНИЕ Ретинальсодержащий ... белков не получила необходимого развития. В настоящей работе осуществлен биосинтез ...
  • Биосинтез 2Н-меченого инозина высокого уровня дейтерированности

    Статья >> Биология
    ... -за нарушения метаболических путей регуляции биосинтеза пуриновых рибонуклеозидов синтезирует в стандартных условиях ... извлечения продукта, перекристаллизации и ионообменной хроматографии. Белки и полисахариды удаляли низкотемператрным осаждением ацетоном ...