Białka


Denaturacja białek oraz odczyny barwne
na aminokwasy i białka
Rozdział VI, ćw. 6.9, 10, 11, 12, 13, 14, 17, 18
STRUKTURA BIAAEK

Podstawową jednostkę budulcową białek
stanowiÄ… aminokwasy

Aminokwasy zawierajÄ… grupÄ™ aminowÄ… i grupÄ™
karboksylowÄ…

W roztworach wodnych grupy te mogą ulegać
jonizacji, tworzÄ…c odpowiednio NH3+ i COO-

Obecność tych grup odpowiada za
amfoteryczny charakter aminokwasów

W białkach występuje 20 typów aminokwasów

Można je podzielić za względu na charakter grup bocznych

Atom węgla do którego przyłączana jest grupa boczna
(skrótowo R), nazywany jest węglem ą

Białka są liniowymi polimerami zbudowanymi z aminokwasów

Aminokwasy w białkach połączone są wiązaniami peptydowymi,
tworzonymi w reakcji grupy aminowej jednego aminokwasu z
grupÄ… karboksylowÄ… drugiego aminokwasu

Białka mogą być zbudowane z kilkuset do nawet kilku tysięcy
aminokwasów

Każdy aminokwas ma przypisany trzyliterowy skrót oraz
standardowy jednoliterowy symbol:

Terminalna części białka nazywane są N-końcem i C-końcem,
ponieważ mają wolne grupy NH3+ i odpowiednio COO-

Sekwencję białek podaje się od N-końca do C-końca :
MFSMRIVCLVLSVVGTAWTADSGEGDFLAEGGGVRGPRVVERHQSACKD
Struktura pierwszorzędowa białek
sekwencja (kolejność) aminokwasów w łańcuchu białkowym:
>sp|P00734|THRB_HUMAN Prothrombin OS=Homo sapiens GN=F2 PE=1 SV=2
MAHVRGLQLPGCLALAALCSLVHSQHVFLAPQQARSLLQRVRRANTFLEEVRKGNL
ERECVEETCSYEEAFEALESSTATDVFWAKYTACETARTPRDKLAACLEGNCAEGL
GTNYRGHVNITRSGIECQLWRSRYPHKPEINSTTHPGADLQENFCRNPDSSTTGP
WCYTTDPTVRRQECSIPVCGQDQVTVAMTPRSEGSSVNLSPPLEQCVPDRGQQY
QGRLAVTTHGLPCLAWASAQAKALSKHQDFNSAVQLVENFCRNPDGDEEGVWCY
VAGKPGDFGYCDLNYCEEAVEEETGDGLDEDSDRAIEGRTATSEYQTFFNPRTFG
SGEADCGLRPLFEKKSLEDKTERELLESYIDGRIVEGSDAEIGMSPWQVMLFRKSP
QELLCGASLISDRWVLTAAHCLLYPPWDKNFTENDLLVRIGKHSRTRYERNIEKISML
EKIYIHPRYNWRENLDRDIALMKLKKPVAFSDYIHPVCLPDRETAASLLQAGYKGRV
TGWGNLKETWTANVGKGQPSVLQVVNLPIVERPVCKDSTRIRITDNMFCAGYKPDE
GKRGDACEGDSGGPFVMKSPFNNRWYQMGIVSWGEGCDRDGKYGFYTHVFRLK
KWIQKVIDQFGE

Cztery atomy tworzące wiązanie polipeptydowe leżą w jednej
płaszczyznie i nie mają swobody rotacji (wiązanie peptydowe
ma charakter wiązania częściowo podwójnego, na skutek
delokalizacji elektronów)

Możliwość przyjmowania przez łańcuch polipeptydowy różnych
konformacji w przestrzeni wynika przede wszystkim z rotacji
wiązań między atomem azotu grupy aminowej a atomem C ą
oraz między atomem węgla grupy karboksylowej a C ą

Przyjmowanie przez białko właściwej konformacji odbywa się
w trakcie procesu zwijania białka

Przebieg zwijania determinują oddziaływania przyciągające i
odpychające pomiędzy rożnymi aminokwasami w białku oraz
między aminokwasami a cząsteczkami wody

Wiele białek ma właściwości katalizowania reakcji chemicznych
 białka taki nazywa się enzymami

Struktury przestrzenne wielu białek udało się poznać dzięki
krystalografii rentgenowskiej
Struktura drugorzędowa białek
Struktury lokalne powstające w wyniku tworzenia się wiązań wodorowych pomiędzy
tlenem grupy >C=O, a wodorem grupy -NH, dwóch niezbyt odległych od siebie
w łańcuchu wiązań peptydowych. Do struktur drugorzędowych zalicza się:

helisę - gł. helisę alfa (ang. ą helix)

beta kartkÄ™ (struktura beta-faÅ‚dowa) tworzÄ…ce "pofaÅ‚dowane kartki" (ang. ² sheet)

beta zakręt (pętle omega) (ang. turn)
WiÄ…zania wodorowe:
Struktura łańcucha polipeptydowego i kąty torsyjne
Wykres Ramachandrana
Struktury super-drugorzędowe
Struktura trzeciorzędowa
Układ w przestrzeni wszystkich atomów białka lub podjednostki białka, bez uwzględniania
zależności od sąsiednich cząsteczek. Warunkują ją różne wiązania chemiczne:

wiązania dwusiarczkowe (mostki disulfidowe) - należą one do najsilniejszych wiązań między
resztami aminokwasów. Powstają w wyniku odwodornienia grup tiolowych -SH dwóch cystein
znajdujących się w tym samym łańcuchu albo w dwóch łańcuchach polipeptydowych. Wiązania
te nadają trwałość strukturze trzeciorzędowej.

Oddziaływania jonowe - mogą występować między grupami aminowymi lub guanidynowymi
łańcuchów bocznych aminokwasów zasadowych (Lys, Arg, a grupami karboksylowymi
aminokwasów kwaśnych (Asp, Glu)

Oddziaływania hydrofobowe  pomiędzy łańcuchami bocznymi aminokwasów hydrofobowych
(alifatycznych i aromatycznych)
Struktura czwartorzędowa
Wzajemne ułożenie podjednostek tworzących większą całość, stanowiącą aktywne
Wzajemne ułożenie podjednostek tworzących większą całość, stanowiącą aktywne
białko złożone.
białko złożone.
Przykładami białek złożonych z kilku podjednostek są: hemoglobina, fibrynogen,
Przykładami białek złożonych z kilku podjednostek są: hemoglobina, fibrynogen,
polimeraza DNA, kanały jonowe, wirus mozaiki tytoniowej, dehydrogenaza
polimeraza DNA, kanały jonowe, wirus mozaiki tytoniowej, dehydrogenaza
alkoholowa.
alkoholowa.
fibrynogen
fibrynogen
Denaturacja białek
Zmiany konfirmacyjne łańcucha polipeptydowego na skutek, czego
białko traci swoje typowe, rodzime właściwości.
Dochodzi do deformacji kształtu cząsteczki, bez hydrolitycznej
degradacji łańcucha polipeptydowego (bez przerwania wiązań
peptydowych). Następuje zaburzenie wiązań stabilizujących
przestrzenna strukturę białek: wiązania wodorowe miedzy grupami
C=O ..... HN wiązań peptydowych, oraz między grupami funkcyjnymi
łańcuchów bocznych, wiązania jonowe (grupy -COO i -NH3+,
oddziaływania hydrofobowe  aminokwasy niepolarne  alifatyczne
i aromatyczne), wiązania koordynacyjne za pośrednictwem metali.
Zerwanie powyższych wiązań i utworzenie nowych prowadzi do zmiany
trójwymiarowej struktury cząsteczki białka.
Denaturacja prowadzi do: Utraty właściwości biologicznych 
enzymatycznych, antygenowych, hormonalnych
DenaturacjÄ™ powodujÄ… czynniki:

Fizyczne: temperatura, wysychanie, ultradzwięki, promieniowanie, wstrząsanie
wodnych roztworów w atmosferze powietrza

Chemiczne: kwasy, zasady, jony metali ciężkich, chlorowodorek guanidyny,
mocznik, detergenty, fenol, chloroform, alkohole, aceton
!!! Nie zawsze denaturacji towarzyszy wypadanie z roztworu - nie zawsze wypadanie
białka z roztworu świadczy o denaturacji !!!
Denaturowane białko wypada zwykle z roztworu w pI (pH punktu izoelektrycznego)
Nie należy mylić denaturacji z koagulacją!!!!
Ćw ic ze nia : s . 2 4 3 -2 4 6
6 ,9 Cieplna denaturacja i koagulacja białka
6 ,1 0 Działanie rozpuszczalników organicznych
6 ,1 1 Strącanie białka za pomocą kationów (sole met ciężkich) Fe, Cu i Pb
6 .1 2 Strącanie za pomocą anionów
6.13 Reakcja biuretowa Piotrkowskiego
ReakcjÄ™ dajÄ… zwiÄ…zki majÄ…ce, co najmniej 2 przylegajÄ…ce do siebie wiÄ…zania peptydowe.
Dwa przyległe wiązania peptydowe tworzą wiązanie koordynacyjne z atomem miedzi 
barwny kompleks. Nazwa pochodzi od biuretu  zwiÄ…zku powstajÄ…cego przy ogrzewaniu
mocznika do 180°C.
6.14 Reakcja ninhydrynowa
(s. 246) Aminokwasy pod wpływem ninhydryny ulegają utlenieniu, dekarboksylacji i deaminacji
poprzez iminokwasy do amoniaku, dwutlenku węgla i aldehydu uboższego o 1 atom węgla.
W obecności powstałego amoniaku zredukowana cząsteczka ninhydryny ulega reakcji kondensacji z utlenioną cząsteczką
ninhydryny i powstaje fioletowoniebieski produkt kondensacji.
6.17. Reakcja Sakaguchi na argininÄ™
Grupa guanidynowa argininy w zasadowym roztworze z Ä…-naftolem daje czerwony kompleks
Arginina: Arg, R
6.18 Reakcja cystynowa
Białka w czasie ogrzewania z ługiem ulegają hydrolizie. Siarka cysteiny i cystyny ulega uwolnieniu w postaci jonów siarczkowych. S-
z jonami Pb2+ czarny osad PbS. Metionina nie daje dodatniego wyniku tej reakcji.


Wyszukiwarka