 |
Взаимное расположение субъединиц, т.е. способ их совместной укладки и упаковки с образованием нативной конформации олигомерного белка и называют четвертичной структурой.
|
|
|
|
Четвертичная структура характерна для белков, построенных из двух или более пептидных цепей. Белки такого типа называются олигомерами или олигомерными белками. Отдельные структурные единицы олигомерного белка называют субъединицами или протмерами.
Субъединица ( протомер ) полипептидная цепь, характеризующаяся наличием третичной структуры.
Взаимное расположение субъединиц, т. е. способ их совместной укладки и упаковки с образованием нативной конформации олигомерного белка и называют четвертичной структурой.
Субъединицы связаны друг с другом посредством лишь слабых нековалентных взаимодействий (электро-статических, водородных, гидрофобных). Причем субъединицы взаимодействуют друг с другом только определенными участками своей поверхности ( контактные участки ).
Взаимное «узнавание» контактных участков происходит по принципу комплементарности. Каждая субъединица взаимодействует с другими во многих точках. Следовательно, ошибочные комплексы в олигомере практически невозможны.
Олигомерный белок может содержать две, три, четыре или более субъединиц. Иногда встречаются олигомеры, состоящие из 12 субъединиц и имеющие молекулярную массу до 1 000 000 килодальтон. Субъединицы могут быть одинаковыми или разными.
Гемоглобин — сложный белок, макромолекула которого состоит из четырех полипептидных цепей (глобул) 2 альфа и 2 бэта цепи, соединенных с четырьмя гемами – небелковыми образованиями, которые и придают крови красный цвет.
В каждом геме содержится один атом двухвалентного железа, который может непрочно связывать одну молекулу кислорода. В результате такого связывания образуется оксигемоглобин, одна молекула которого переносит к тканям четыре молекулы кислорода.
|
|
|
Из тканей гемоглобин выносит углекислый газ, молекулы которого присоединяются к аминогруппам, содержащимся в полипептидных цепях.
Присоединяя первую мол-лу кислорода меняется пространственная организация геоглобина, способность остальных 3 субъединиц присоединять кислород увеличивается в 500 раз – кооперативный эффект. Гемоглобин переходит из состояния Т в состояние R
Способность гемоглобина связывать О2 зависит от условий. В легких рН выше чем в тканях-7, 6. Это условие поддерживает парциальное давлении О2. Сродство миоглобина к О2 больше-50% насыщение миоглобина кислородом достигается при 1-2 мм РТ ст, а гемоглобина при 26мм РТ ст. Миоглобин предназначен для временного хранения О2 и отдает его в экстренной ситуации, поэтому отдает кислород он гораздо хуже.
Разница рН в легких 7, 6 и тканях 7, 2 обусловлена связыванием гемоглобина кислорода и высвобождением протонов. Сродство гемоглобина к кислороду в тканях падает, а в легких увеличивается в связи с изменением рН и концентрации газов- эффект Бора
У малышей фетальный гемоглобин. Заболевания, связанные с гемоглобином:
микроцетарная анемия
гемоглобинопатия-нарушение первичной стр одной из субъединиц
серповидно-клеточная анемия из-за SHb-глутамин заменен на валин
крупные эритроциты-гемолиз-гемалитическая анемия
Распад гемоглобина:
Hb Fe2
Hb Fe3-метгемоглобин
Вероглобин-зеленый пигмент
уходит железо и гемоглобин превращается в билевердин-желчный пигмент
Билирубин-желтый
Билирубин связался с кислотой
Мезобилиноген-бесцветный
4. Методы выделения и очистки белков
Белки под действием различных факторов (действие химических реагентов, нагревание и др. ) легко подвергаются денатурации: происходит разрушение нативной структуры белков, приводящее к потере некоторых природных свойств, например, растворимости, биологической активности. Поэтому для выделения белков используют специальные приемы.
|
|
|
Процесс начинают с гомогенизации биологического материала – измельчения до разрушения клеток и клеточных структур. Используют гомогенизаторы (пестиковые или ножевые), ультразвук, шаровые мельницы, метод попеременного замораживания и оттаивания ткани, метод «азотной бомбы».
Следующий этап - экстракция белков буферными смесями с определенными значениями рН, органическими растворителями. Большинство белков хорошо растворимо в 8-10% растворах солей.
Следующий этап - фракционирование и очистка белков с использованием различных методов.
Высаливание – осаждение белков из раствора при добавлении растворов солей щелочных и щелочноземельных металлов. Метод применяется в клинической практике при анализе белков сыворотки крови. Так проводят разделение глобулинов (выпадают в осадок при 50% насыщении раствора сульфатом аммония) и альбуминов (осаждаются при 100% насыщении).
Электрофорез основан на различной подвижности белков в электрическом поле в зависимости от значений рН и ионной силы раствора. Используется в медицинской практике для анализа состава сыворотки крови, белковых и пептидных смесей.
Ультрацентрифугирование - метод разделения жидких дисперсных сред на компоненты под действием центробежной силы.
Хроматография - физико-химический метод разделения и анализа смесей веществ, основанный на распределении их компонентов между двумя несмешивающимися фазами – неподвижной (сорбент) и подвижной (элюент). В клинических лабораториях хроматографию применяют для разделения и анализа аминокислот, белков, углеводов, фосфолипидов, стероидов в плазме крови, тканевых экстрактах, моче.
Различают следующие виды хроматографии:
- адсорбционная – компоненты смеси разделяются в зависимости от их сорбируемости на твердом адсорбенте;
- распределительная - твердая фаза является опорой для стационарной жидкой фазы (бумажная хроматография);
- ионообменная - используют ионообменную смолу. Часть белков обменивается с функциональными группами ионообменной смолы и задерживается на колонке, в то время как другие белки элюируются из колонки;
|
|
|
- гель-хроматография или метод молекулярных сит позволяет разделить белки с разной молекулярной массой: небольшие молекулы проникают в поры геля, тогда как большие молекулы остаются снаружи и передвигаются вместе с подвижной фазой через хроматографическую колонку.
Перспективными видами хроматографии являются в настоящее время высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) и газовая хроматография.
|
|
|
