- •Генетически-кодируемые ак: структура и свойства
- •Пептидная связь. Первичная, вторичная, третичная структуры белка. Принципы упаковки белковой молекулы. Типы химических связей.
- •Биологическая роль белков.
- •Пептидная связь. Химический и химико-ферментативный методы синтеза пептидов.
- •Определение первичной последовательности полипептидов.
- •Нуклеозиды и нуклеотиды как компоненты нуклеиновых кислот: структура, физические и химические свойства
- •Олиго- и полинуклеотиды: структура, физические и химические свойства
- •Вторичная структура нуклеиновых кислот: рентгеноструктурные исследования днк, положения Чаргаффа, двойная спираль и ее биологическое значение, комплементарность и взаимная ориентация цепей
- •Рнк: строение, классификация, функции
- •Полимеразная цепная реакция
- •Определение первичной структуры нуклеиновых кислот. Методы химического (по Максаму-Гилберту) и ферментативного (по Сэнгеру) с еквенирования. Автоматизация секвенирования.
- •Химический синтез олигонуклеотидов: основные принципы, синтез на полимерном носителе
- •Олигосахариды: определение, номенклатура, примеры растительных олигосахаридов. Методы изучения строения олигосахаридов.
- •Полисахариды: определение, номенклатура, растительные полисахариды и полисахариды животного происхождения, биологическая роль.
- •Гетерополисахариды и гликопротеины
- •Биологическая роль углеводов
- •Липиды: классификация, роль в живом организме. Простые липиды, воска, жиры и масла: строение и функции.
- •Неомыляемые липиды: строение и функции. Холестерол, стероидные гормоны.
- •Жирные кислоты: насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты, незаменимые жирные кислоты, строение и функции.
- •Сложные липиды: классификация, строение, функции.
- •Антибиотики: строение, принципы и направленность действия. Проблема антибиотической устойчивости микроорганизмов.
Биологическая роль белков.
Фибриллярные белки: вытянутая форма, образуют тяжи-фибриллы. Практически нерастворимы в воде, составляют основу всех соединительных тканей. Коллаген — обеспечивает прочность структур: соединительнотканного слоя кожи, сухожилий, хящей, оргвещества костной ткани, роговицы глаза. Кератин — основной белок соединительных тканей, волос, когтей, костей и панцирей. Фиброин шелка — основа нитей паутины, коконов насекомых. СТРУКТУРНАЯ ФУНКЦИЯ (прочные, практически не растворяются в воде).
Глобулярные белки: растворимы в водных средах, могут быть представлены в виде шара с гидрофобным ядром и гидрофильным внешним слоем из АК с полярными или заряженными боковыми радикалами, которые образуют водородные и электростатические связи с водным окружением. Разнообразные пространственные структуры и комплексы ФУНКЦИЙ: каталитические, транспортные (гемоглобин, миоглобин), защитные, структурные, биолюминесценция (GFP).
Каталитическая — ферменты, энзимы;
Сократительная — актин, миозин;
Регуляторная — гормоны;
Транспортная;
Гемостатическая (свертываемость) — ферменты;
Рецепторная;
Генно-регуляторная (гистоны, репликация);
Имунная — антитела.
Пептидная связь. Химический и химико-ферментативный методы синтеза пептидов.
(Про пептидную связь №2)
Химически синтезированные полипептиды используются в качестве моделей для изучения.
Реакция конденсации с карбокси- и аминогруппами термодинамически невыгодна, поэтому для синтеза АК превращают в активные производные по концевым карбоксильной или аминогруппам. Вводимые активационные группы должны иметь электронно-акцепторную природу, чтобы увеличить дробный положительный заряд на углероде карбоксила. Тогда электронно-донорная атака пары электронов аминогруппы на обедненный электронной плотностью карбоксильный углерод будет более эффективной.
Блокирование "ненужных" функциональных групп (амино)
Активация альфа-карбоксильной группы
Однозначное образование пептидной связи
Удаление блокирующих групп, очистка целевого пептида
Так как в каждой АК есть минимум 1 каждая группа в итоге получается набор пептидов, различных по составу и длине, даже если активирована только одна АК. Чтобы пептид синтезировался в нужном направлении, необходимо заблокировать ненужные на данном этапе защитные ФГ, причем в мягких условиях, не разрушающих пептидную связь. Боковые радикалы тоже блокируют, так как могут образоваться разветвленные пептиды.
Защита групп и активация нужной группы. После окончания синтеза защитные группы удаляются, полипептид очищается хроматографически.
Процесс циклический (прибавляется по звену за раз), автоматизируется; первые звено иммобилизуют на поверхности нерастворимых частиц (шариков из нерастворимого полимерного материала), частицы в колонку, через колонку пропускают реагенты.
Итоговый продукт должен быть оптически чистым, обычно происходит частичная рацемизация пептидной связи. Ациламинокислоты → азлактоны (результат циклизации); пятичленные гетероциклы с азотом и кислородом в кольце.
Химико-ферментативный синтез: часть реакций при синтезе катализируется с помощью соответствующих ферментов. Ферментативные реакции обладают специфичностью как по направленности, так и по оптической чистоте продуктов.
Инсулин нужен для диабетиков, у свиньи похожий (аланин у свиньи, треонин у человека в одном месте). Инсулин свиньи очищают — блокируют карбоксильные группы диазометаном — обработка трипсином — B-цепь укорачивают — блокируют аминогруппы — синтезируют удаленный фрагмент B-цепи уже с требником на конце — полностью блокированный по "ненужным" ФГ укороченный инсулин свиньи соединяют с синтетическим фрагментом — деблокируют все ФГ — человеческий инсулин. Выход 10%.