Хімічний синтез білків
Хімічний синтез білків - розділ Хімія, Характеристика білків Хімічний Синтез Білків. Має велике практичне і теоретичне значення.
Хімічний синтез білків. має велике практичне та теоретичне значення. У практичному відношенні важливі білкові гормони інсулін і вазопресин, які нині отримують синтетичним шляхом. Вміння виробляти штучним шляхом необхідні білки відкриє величезні ресурси для використання у медицині, техніці тощо. Традиційні методи синтезу регулярних полімерів дозволяють отримати кополімери, що складаються з двох або більше подібних типів мономерів зі статистичним розподілом їх ланцюга, у тому числі білків.
Зокрема, можливе одержання гомополімерів або статистичних кополімерів, що складаються з амінокислотних залишків, пов'язаних з пептидними зв'язками поліамінокислот. В якості прикладу можна навести процес отримання поліамінокислот, заснований на конденсації N-карбоксиангідридів амінокислот, утворених з відповідних амінокислот обробкою фосгеном з атакуючої молекули N-карбоксіангідриду, таким чином, відкриваючи можливість поліконденсації Неважко помітити, що кожна стадія поліконденсації з урахуванням реакції утворення N-карбоксіангідридів амінокислот супроводжується перетворенням молекули COCl2 в CO2 і 2HCl, що термодинамічно вигідно і є джерелом вільної енергії для освіти.
При синтезі нерегулярних поліпептидів базуються також активації карбоксильних груп.
Більшість із них базується на використанніN,N-дициклогексилкарбодііміду ДЦК. Він здатний у присутності RCOO та аміну NH2R здійснити активацію карбоксильних груп. Проміжною сполукою є O-ацил-N,N-дициклогексилсечовину ДЦМ. Значення білків.
Схема практичного значення білків. Каталітична ферментативна функція Численні біохімічні реакції в живих організмах протікають у м'яких умовах при температурах, близьких до 40С, та значеннях рН близьких до нейтральних. У умовах швидкості перебігу більшості реакцій мізерно малі, для їх прийнятного здійснення необхідні спеціальні біологічні каталізатори ферменти.
Навіть така проста реакція, як дегідратація вугільної кислоти CO2, H2O, HCO3-H, каталізується ферментом карбоангідразою. Взагалі всі реакції, за винятком реакції фотолізу води 2H2O4H 4e- O2, в живих організмах каталізуються ферментами реакції синтезу, здійснюються за допомогою ферментів синтетаз, реакції гідролізу за допомогою гідролаз, окислення за допомогою оксидаз, відновлення з приєднанням за допомогою гідрогеназ і т.д. правило, ферменти це або білки, або комплекси білків з будь-яким кофактором іоном металу або спеціальною органічною молекулою.
Ферменти мають високу, іноді унікальну, вибірковість дії. Наприклад, ферменти, що каталізують приєднання -амінокислот до відповідних т-РНК у процесі біосинтезу білка, каталізують приєднання тільки L-амінокислот і не каталізують приєднання D-амінокислот. Транспортна функція білків Всередину клітини повинні надходити численні речовини, що забезпечують її будівельним матеріалом та енергією.
У той же час всі біологічні мембрани побудовані за єдиним принципом подвійного шару ліпідів, в який зануренірізні білки, причому гідрофільні ділянки макромолекул зосереджені поверхні мембран, а гидрофобные хвости у товщі мембрани. Ця структура є непроникною для таких важливих компонентів, як цукру, амінокислоти, іони лужних металів. Їхнє проникнення всередину клітини здійснюється за допомогою спеціальних транспортних білків, вмонтованих у мембрану клітин.
Наприклад, бактерії мають спеціальний білок, що забезпечує перенесення через зовнішню мембрану молочного цукру лактози. Лактоза міжнародної номенклатури позначається -галаткозид, тому транспортний білок називають -галактозидпермеазой. Важливим прикладом транспорту речовин через біологічні мембрани проти градієнта концентрації є К Na насос. У ході його роботи відбувається перенесення трьох позитивних іонів Na з клітини на кожні два позитивні іони K клітину. Ця робота супроводжується накопиченням електричної різниці потенціалів на мембрані клітини.
У цьому розщеплюється АТФ, даючи енергію. Молекулярна основа натрій-калієвого насоса була відкрита нещодавно, це виявився фермент, що розщеплює АТФ калій-натрійзалежна АТФ-аза. Багатоклітинних організмів існує система транспорту речовин від одних органів до інших. Насамперед це гемоглобін. Крім того, у плазмі крові постійно знаходиться транспортний білок сироватковий альбумін. Цей білок має унікальну здатність утворювати міцні комплекси з жирними кислотами, що утворюються при перетравленні жирів, з деякими гідрофобними амінокислотами зі стероїдними гормонами, а також з багатьма лікарськими препаратами, такими як аспірин, сульфаніламіди, деякі пеніциліни.
Рецепторна функція Велике значення, особливо для функціонування багатоклітинних організмів, мають білки-рецептори,вмонтовані в плазматичну мембрану клітин та службовці для сприйняття та перетворення різних сигналів, що надходять у клітину, як від навколишнього середовища, так і від інших клітин.
Як найбільш досліджені можна навести рецептори ацетилхоліну, що знаходяться на мембрані клітин у ряді міжнейронних контактів, у тому числі в корі головного мозку, та у нервово-м'язових сполук. Ці білки специфічно взаємодіють з ацетилхоліном CH3CO OCH2CH2NCH33 і відповідає на це передачі сигналу всередину клітини. Після отримання та перетворення сигналу нейромедіатор має бути видалений, щоб клітина підготувалася до сприйняття наступного сигналу.
Для цього служить спеціальний фермент ацетилхолінестераза, що каталізує гідроліз ацетилхоліну до ацетату та холіну. Багато гормонів не проникають усередину клітин-мішеней, а зв'язуються зі специфічними рецепторами лежить на поверхні цих клітин. Таке зв'язування є сигналом, що запускає у клітині фізіологічні процеси. Захисна функція Імунна система має здатність відповідати на появу чужорідних частинок виробленням величезної кількості лімфоцитів, здатних специфічно пошкоджувати саме ці частинки, якими можуть бути чужорідні клітини, наприклад, патогенні бактерії, ракові клітини, надмолекулярні частинки, такі як віруси, макромолекули.
Одна з груп лімфоцитів В-лімфоцити виробляє особливі білки, що виділяються в кровоносну систему, які впізнають чужорідні частинки, утворюючи при цьому високоспецифічний комплекс на цій стадії знищення. Ці білки називаються імуноглобулінами.
Чужорідні речовини, що викликають імунну відповідь, називають антигенами, а відповідні до них імуноглобуліни антитілами. Антитіла побудовані з чотирьох поліпептидних ланцюгів, пов'язаних між собоюдисульфідними містками. Поряд з білками, що виконують тонкі високоспеціалізовані функції, існують білки, що мають в основному структурне значення. Вони забезпечують механічну міцність та інші механічні властивості окремих тканин живих організмів.
Насамперед це колаген основний білковий компонент позаклітинного матриксу сполучної тканини. У еластичних тканинах шкірі, стінках кровоносних судин, легень - крім колагену позаклітинний матрикс містить білок еластин, здатний досить в широких межах розтягуватися і повертатися у вихідний стан. Ще один приклад структурного білка фіброїну шовку, що виділяється гусеницями шовкопряда в період формування лялечки і є основним компонентом шовкових ниток. Рухові білки М'язове скорочення є процесом, у ході якого відбувається перетворення хімічної енергії, запасеної у вигляді макроергічних пірофосфатних зв'язків у молекулах АТФ, на механічну роботу.
Безпосередніми учасниками процесу скорочення є два білки актин та міозин. Антибіотики Велику і надзвичайно важливу в практичному відношенні групу природних органічних сполук становлять антибіотики речовини мікробного походження, що виділяються спеціальними видами мікроорганізмів та пригнічують зростання інших конкуруючих мікроорганізмів.
Відкриття та застосування антибіотиків зробило в 40-ті роки. революцію у лікуванні інфекційних захворювань, що викликаються бактеріями. Слід зазначити, що на віруси здебільшого антибіотики не діють і застосування їх як противірусних препаратів є неефективним. Токсини Ряд живих організмів як захист від потенційних ворогів виробляють сильно отруйні речовини токсини. Багато хто з них є білками, однак, зустрічаютьсясеред них складні низькомолекулярні органічні молекули.
Як приклад такої речовини можна навести отруйний початок блідої поганки-аманітін. Висновок У цій роботі за допомогою різних схем та таблиць були розглянуті хімічні та фізичні властивості білків, класифікація білків, склад та будова білків, були розглянуті різноманітні функції білків, а також їх значення. Доведено, що білки - обов'язкова складова частина всіх живих клітин, які грають виключно важливу роль у живій природі, є головним, найбільш цінним і незамінним компонентом харчування.
Це з тієї величезної роллю, що вони грають у розвитку і життя. Білки є основою структурних елементів та тканин, підтримують обмін речовин та енергії, беруть участь у процесах росту та розмноження, забезпечують механізми рухів, розвиток імунних реакцій, необхідні для функціонування всіх органів та систем організму. Життя – це форма існування білка Список використаної літератури ХІМІЯ довідник для абітурієнтів та студентів.
Видавництво acT-Фоліо, Москва, 2000 рік. Велика медична енциклопедія Енциклопедія для дітей Хімія. Аванта, Москва, 2000 рік. Албертс Б Брей Д та ін. Молекулярна біологія клітини Москва, 1994. Біотехнологія. Виробництво білкових речовин. В.А. Биков, М.М. Манаків. Москва Вища школа 1987р. Артеменко О.І. Органічна хімія навч. для будує. спец. вишів. М. Вища школа, 2000. Березін Б.Д. Березін Д.Б. Курс сучасної органічної хімії.
Навчальний посібник для вишів. М. Вища школа, 1999. Кнорре Д.Г Мизіна С.Д. Біологічна хімія М. Вища школа, 1998. Загальна органічна хімія. За ред. Д. Бартона, У.Д. Олліса. Нуклеїнові кислоти, амінокислоти, петиди, білки. М. Хімія, 1986. Піллпович Ю.Б. Основи біохіміїуч. для студ. хім. та біол. спец. пед. інст. М.Вища школа, 1985. Шамін А.М. Історія хімії білка. Москва Наука, 1977. Якубка Х Д Ешкайт Х. Амінокислоти, пептиди, білки. Москва Світ, 1985.