Итоговые / БХ итоговая 1

28. Иммуноглобулины, особенности строения. Понятие об антигенсвязывающих участках иммуноглобулинов.

Иммуноглобулинами называются белки, которые синтезируются под влиянием антигена и специфически с ним реагируют. При электрофорезе они локализуются в глобулиновых фракциях.

Иммуноглобулины состоят из полипептидных цепей. В молекуле иммуноглобулина различают четыре структуры:

1.1. Первичная – это последовательность определенных аминокислот. Она строится из нуклеотидных триплетов, генетически детерминируется и определяет основные последующие структурные особенности.

2.2. Вторичная определяется конформацией полипептидных цепей.

3.3. Третичная определяет характер расположения отдельных участков цепи, создающих пространственную картину

4.4. Четвертичная характерна для иммуноглобулинов. Из четырех полипептидных цепей возникает биологически активный комплекс. Цепи попарно имеют одинаковую структуру.

Любая молекула иммуноглобулина имеет Y-образную форму и состоит из 2 тяжелых (Н) и 2 легких (L) цепей, связанных между собой дисульфидными мостиками. Каждая молекула иммуноглобулина имеет 2 одинаковых антигенсвязывающих фрагмента Fab (англ. Fragment antigen binding) и один Fc-фрагмент (англ. Fragment cristalisable), с

помощью которого ИГ комплементарно связываются с Fc-рецепторами клеточной мембраны.

Концевые участки легких и тяжелых цепей молекулы иммуноглобулина достаточно разнообразны (вариабельны), а отдельные области этих цепей отличаются особенно выраженным разнообразием (гипервариабельностью). Остальные

участки молекулы ИГ относительно низменны (константны). В зависимости от строения констатных областей тяжелых цепей иммуноглобулина разделяются на классы (5 классов) и подвиды (8 подвидов). Именно эти константные области тяжелых цепей, существенно отличаясь по аминокислотному составу у различных классов иммуноглобулинов, в конечном итоге определяют особые свойства каждого класса антител:

●IgM активируют систему комплемента;

●IgE связывается со специфическими рецепторами на поверхности тучных клеток и базофилов с высвобождением из этих клеток медиаторов аллергии;

●IgA секретируется в различные жидкости организма, обеспечивая секреторный иммунитет;

●IgD функционирует в основном в качестве мембранных рецепторов для антигена;

●IgG проявляет разнообразные виды активности, в том числе способность проникать через плаценту.

29.Классы иммуноглобулинов, особенности строения каждого класса, биологические функции.

Существует 5 классов тяжёлых цепей иммуноглобулинов, отличающихся по строению константных доменов: α, δ, ξ, γ и μ. В соответствии с ними различают 5 классов иммуноглобулинов: A, D, Е, G и М. Особенности строения тяжёлых цепей придают их "шарнирным участкам" и С-концевым областям характерную для каждого класса конформацию.

Связывание антигена с антителом изменяет конформацию константных доменов тяжёлых цепей, что определяет путь разрушения комплекса в организме (связывание с белками системы комплемента или поглощение комплекса фагоцитирующими клетками).

Иммуноглобулины М - первый класс антител, синтезирующийся в развивающихся В-лимфоцитах. Различают 2 формы иммуноглобулинов М: мономерная, мембранно-связанная форма и пентамерная, секретируемая В-лимфоцитами в кровь.

Мембранно-с вязанная форма иммуноглобулинов М . Созревающие В-лимфоциты синтезируют мономерные

бивалентные молекулы IgM, по структуре похожие на рассматриваемые выше IgG, которые встраиваются в плазматическую мембрану клеток и играют роль первых антиген-распознающих рецепторов. Прикрепление IgM к

мембране осуществляется с помощью гидрофобного участка, находящегося в С-концевой ("хвостовой") области тяжёлых цепей, содержащей 25 гидрофобных аминокислотных остатков.

Взаимодействие антигена с рецептором на поверхности В-лимфоцита вызывает его размножение и образование целого клона лимфоцитов, происходящих из одной, стимулированной антигеном клетки. Этот клон В-лимфоцитов будет

вырабатывать иммуноглобулины с одинаковыми антигенсвязывающими участками. Однако В-лимфоциты способны переключаться на выработку других классов антител.

Секреторная форма иммуноглобулинов М . Когда В-лимфоциты впервые встречаются в жидкостях организма с

неизвестным ранее антигеном, они синтезируют и секретируют в кровь IgM, которые содержат пять мономерных субъединиц, связанных друг с другом дисульфидными связями и дополнительной полипептидной J-цепью.

В тяжёлых цепях их мономеров отсутствует гидрофобная "хвостовая" часть. Пентамерная молекула содержит 10 участков связывания с антигеном, что облегчает вероятность прикрепления Неизвестного ранее антигена к иммуноглобулину.

Взаимодействие антигена с IgM изменяет его конформацию и индуцирует связывание его "хвостовой" области с первым компонентом системы комплемента. Если антиген расположен на поверхности микроорганизма, активирование системы комплемента вызывает нарушение целостности клеточной мембраны и гибель бактериальной клетки.

Иммуноглобулины G. В количественном отношении IgG доминируют в крови и составляют около 75% от общего количества этих белков. Строение IgG подробно описано выше. В крови IgG обнаруживают только в мономерной форме; он секретируется активированными В-лимфоцитами в больших количествах при вторичном иммунном ответе, когда антиген повторно попадает в организм.

У человека обнаружено 4 подкласса IgG: IgGg1, IgGg2, IgGg3, IgGg4. Порядковый номер указывает на количественное содержание каждого подкласса в сыворотке (в наибольшем количестве содержится IgGg1 а в наименьшем -IgGg4). Степень гомологии между этими подклассами очень высока (около 90-95%).

IgG не только эффективно связывают и инактивируют чужеродные молекулы и клетки, попавшие в организм, но также облегчают их дальнейшее уничтожение. Конформационные изменения в "хвостовой" области IgG после его взаимодействия с антигеном приводят к связыванию и активации белков системы комплемента. Кроме того, С-концевая область IgG способна взаимодействовать со специфическими рецепторами макрофагов и нейтрофилов, что приводит к фагоцитозу комплексов антиген-антитело и разрушению их в фагосомах

IgG - единственный класс антител, способный проникать через плацентарный барьер и обеспечивать внутриутробную защиту плода от инфекций.

Иммуноглобулины А. Основной класс антител, присутствующий в секретах желёз организма (слюны, молока,

пищеварительного сока, секретов дыхательных путей). В сыворотке крови его содержание не превышает 10-15% от общего количества иммуноглобулинов. Мономерная форма по строению напоминает IgG. Однако в секретах IgA находится в основном в форме димера, где мономеры соединены дополнительной пептидной цепью J.

На базальной поверхности эпителиальных клеток димер IgA специфически взаимодействует с белками клеточной поверхности, называемыми секреторным компонентом. Образующийся комплекс посредством эндоцитоза поглощается внутрь клетки и перемещается к апикальной части. Здесь комплекс подвергается действию протеолитических ферментов, и свободный димер высвобождается во внеклеточное пространство.

Образующийся при взаимодействии IgA с антигеном комплекс не взаимодействует с белками системы комплемента и фагоцитирующими клетками, но препятствует прикреплению антигенов к поверхности эпителиальных клеток и проникновению их в организм.

Иммуноглобулины Е. Содержание этого класса иммуноглобулинов в крови крайне мало. IgE - мономеры, но, в отличие от IgG, их тяжёлые цепи е содержат не 3, а 4 константных домена. После синтеза и секреции в кровь В-лимфоцитами

IgE

связываются своими С-концевыми участками с соответствующими рецепторами на поверхности тучных клеток и базофилов. В результате они становятся рецепторами антигенов на поверхности данных клеток

После присоединения антигена хотя бы к двум антигенсвязывающим участкам двух соседних IgE клетка получает сигнал к секреции биологически активных веществ (серотонина, гистамина), хранящихся в секреторных пузырьках. Выброс этих веществ в значительной мере ответственен за развитие воспалительной реакции, а также таких аллергических реакций, как бронхиальная астма, крапивница, сенная лихорадка. Увеличение количества IgE может предшествовать развитию аллергических реакций.

Иммуноглобулины D. IgD обнаружены в крови в очень малых количествах. Мономерные белки играют роль рецепторов В-лимфоцитов; других функций у IgD пока не выявлено.

30. Индивидуальные особенности белкового состава органов и тканей. Многообразие структурно и функционально различных белков. Примеры.

Белковый состав организма здорового взрослого человека относительно постоянен, хотя возможны изменения количества отдельных белков в органах и тканях в зависимости от состава пищи и режима питания, от физиологической

активности человека, биологических ритмов.

В процессе развития многоклеточного организма, особенно на стадиях дифференцировки клеток, белковый состав значительно изменяется. Для каждого типа специализированных клеток характерно появление специфических белков, которые определяют особенности их биологических функций.

Так, только в эритроцитах есть гемоглобин, осуществляющий транспорт кислорода, к тканям, а в клетках сетчатки глаза

- белок родопсин, необходимый для улавливания фотонов света.

Кроме того, специализированные клетки отличаются и количеством белков, присутствующих практически во всех или

во многих клетках организма.

При различных заболеваниях происходит изменение белкового состава тканей. Эти изменения называются протеинопатиями. Различают наследственные и приобретённые протеинопатии. Наиболее богаты белковыми веществами ткани и органы человека и животных. Большинство этих белков хорошо растворимы в воде. Однако некоторые органические вещества, выделенные из хряща, волос, ногтей, рогов, костной ткани - нерастворимые в воде - также были отнесены к белкам, поскольку по своему химическому составу оказались близки к белкам мышечной ткани, сыворотки крови, яйца.

В мышцах, легких, селезенке, почках на долю белков приходится более 70-80% сухой массы, а во всем теле человека до 45-50 % сухой массы.

Источником белка являются также микроорганизмы и растения. В отличие от животных тканей в растениях содержится значительно меньше белков

Распределение белков между субклеточными структурами неравномерно: больше всего их в клеточном соке (гиалоплазме) . Содержание белков в органеллах определяется скорее размерами и количеством органелл в клетке.

Для изучения химического состава, строения и свойств белков их обычно выделяют или из жидких тканей, или из богатых белками органов животных, например сыворотки крови, молока, мышц, печени, кожи, волос, шерсти.

31. Изменения белкового состава органов и тканей в онтогенезе и при болезнях. Примеры.

Различают: наследственные и приобретённые протеинопатии.

1.Наследственные протеинопатии Развиваются в результате повреждений в генетическом аппарате данного индивидуума. Какой-либо белок не

синтезируется вовсе или синтезируется, но его первичная структура изменена.

В зависимости от роли дефектного белка в жизнедеятельности организма, от степени нарушения конформации и

функции белков, от гомоили гетерозиготности индивидуума по этому белку наследственные протеинопатии могут вызывать болезни, протекающие с различной степенью тяжести, вплоть до летального исхода ещё до рождения или в первые месяцы после рождения.

2.Любая болезнь сопровождается изменением белкового состава организма, т. е. развивается приобретённая протеинопатия.

При этом первичная структура белков не нарушается, а обычно происходит количественное изменение белков, особенно в тех органах и тканях, в которых развивается патологический процесс.

Иногда в результате болезни повышается уровень метаболитов в клетках и сыворотке крови, что приводит к модификации некоторых белков и нарушению их функции.

Так, повышенные концентрации глюкозы в крови при сахарном диабете приводят к неферментативному присоединению ее к белкам (гликозилированию белков).

Кроме того, из клеток повреждённого органа в кровь могут выходить белки, которые в норме определяются там лишь в следовых количествах.

При различных заболеваниях часто используют биохимические исследования белкового состава крови для уточнения клинического диагноза.

32. Методы измерения концентрации белков: прямые и непрямые.

Для определения концентрации белков в биологических жидкостях используют прямые(Колориметрический и Оптический методы) и непрямые(азотометрический)

Оптические методы основаны на оптических свойствах белков. К ним относятся:

-спектрофотометрические методы, оценивающие интенсивность поглощения белками УФ лучей в диапазоне

около 200 нм и 260 нм. Степень УФЛ - поглощения пропорциональна концентрации белка

-рефрактометрические методы основаны на способности растворов белков преломлять свет пропорционально их концентрации

-нефелометрические методы основаны на способности растворов белков рассеивать свет пропорционально их концентрации

-поляриметрические методы основаны на способности растворов белков вращать плоскость поляризованного света пропорционально их концентрации

Колориметрические методы основаны на цветных реакциях белков:

-Биуретовый метод - образование в щелочной среде комплекса пептидных связей с ионами меди, 540 нм

-Метод Лоури - образование комплекса ароматических АК с реактивом Фолина + биуретовая реакция, 750 нм

Азотометрические методы основаны на определении содержания азота и пересчёте его на концентрацию белка (в

белках 16% азота)

33. Колориметрия как метод измерения концентрации белков. Принцип работы электрофотоколориметра.

Колориметрические методы - определения общего белка основаны на цветных реакциях белков с хромоген-образующими реактивами или на неспецифическом связывании красителя.

Среди колориметрических методов определения концентрации общего белка сыворотки наиболее распространенным считается биуретовый метод, основанный на "цветной реакции", в ходе которой белки реагируют в щелочной среде с сульфатом меди с образованием соединений, окрашенных в фиолетовый цвет. Интенсивность окраски зависит от концентрации общего белка в сыворотке

Также метод Лоури и Брэдфорд (основан на связывании белка с красителем кумасси бриллиантового синего)

Фотоэлектроколориметрия - метод основанный на поглощении монохроматического света определенным веществом в видимой области спектра (400760 нм).

Фотоэлектроколориметр предназначен для измерения коф.пропускания или оптической плотности окрашенных растворов. При этом используют различные светофильтры, позволяющие пропускать лучи различных длин волн

34. Рефрактометрический метод измерения концентрации белков. Принцип.

Принцип рефрактометрического метода определения общего белка сыворотки состоит в определении изменения угла преломления светового луча в зависимости от концентрации растворенного в жидкости белка.

Принцип метода основан на способности белковых частиц преломлять луч света. Степень рефракции зависит от концентрации веществ в растворе, физического состояния растворѐнных частиц, природы веществ в растворе, длины волны света, температуры. Для работы используется рефрактометр ИРФ-464, состоящий из корпуса, имеющего форму трубы, и квадратной измерительной коробки с двумя вмонтированными призмами, пространство между которыми заполняется исследуемой жидкостью. Внутри прибора имеется две шкалы, одна из которых показывает показатель

преломления исследуемого образца, а вторая – концентрацию белка в данном образце.

35. Осаждение белков из растворов. Реакции обратимого и необратимого осаждения.

Высаливаниеэто обратимое осаждение белков из растворов с помощью высоких концентраций нейтральных солей: сульфата аммония, сульфата магния, хлорида натрия.Механизм высаливания заключается в дегидратации белковой молекулы и снятия заряда.На процесс высаливания влияют: степень гидрофильности белка, его заряд,молекулярная масса.

Высаливание белков сульфатом аммония:

К раствору белка добавляется полунасыщенный раствор сульфата аммония (NH4)2SO4.При таких условиях в осадок выпадают только глубулины, так как имеют большую массу.После фильтрации бумажным фильтром, на фильтрате остаются только альбумины.К фильтрату добавляют ( NH4)2SO4 до полного насыщения; появляется муть, что

свидетельствует о выпадении в осадок альбуминов.После фильтрации в фильтрате белок не должен быть; проверяется

это биуретовой реакцией, если раствор приобретает сине-фиолетовый или фиолетовый цвет, то белок не полностью осадился, если голубой цвет, то умловие выполнено правильно.

Высаливание белков хлористым натрием:

к раствору добавить хлористый натрий до полного насыщения, после чего глобулины выпадут в осадок и в растворе останутся альбумины.Далее необходимо подкислить раствор добавляя постепенно уксусную кислоту до появляения мути(в изоэлектрической точке альбумины выпадают в осадок).Отфильтровать осадок и провести биуретовую реакцию на наличие белка в растворе.

Реакции необратимого осаждения: Осаждение белков сульфатом меди:

К раствору белка добавляется раствор сульфата меди(10%); появление бледно-голубой мути свидетельствует осаждении белка;добавляется раствора сульфата меди до растворения осадка.В основе растворения лежит механизм адсорбционной пептизации.

Осаждение белка концентрированной азотной кислотой:

В пробирку налить 5-10 капель концентрированной азотной кислоты и осторожно наслоить 5-10 капель раствора белка (пробирку держать под углом 45°). На границе двух слоев появляется небольшое кольцо, белого осадка. Встряхнуть пробирку и добавить еще несколько капель азотной кислоты. Раствор остается мутным, осадок белка в избытке азотной кислоты не растворяется.

36. Механизм обратимого осаждения белков. Условия осаждения. Значение для клиники.

Процесс осаждения белков нейтральными солями (высокие концентрации солей щелочных и щелочноземельных металлов) называется высаливанием.

Механизм состоит в том, что добавляемые анионы и катионы солевого раствора снимают гидратную оболочку белков и заряд, являющие факторами устойчивости.

Характерной особенностью белков, полученных высаливанием, является сохранение ими нативных биологических свойств после удаления соли. Высаливание белков является обратимой реакцией, так как осадок белка может вновь раствориться после уменьшения концентрации солей путем диализа или разведением водой.

В медицинской практике для высаливания чаще всего применяют сульфат аммония или натрия (высокие концентрации). Альбумины осаждаются при 100% насыщении (NH4)2SO4. Глобулины – в полунасыщенном растворе

(NH4)2SO4.

Высаливание широко используется для разделения и очистки белков в научноисследовательской работе и медицинской практике.

37. Необратимое осаждение белков из растворов. Механизм, условия, значение для клиники.

В отличие от высаливания осаждение солями тяжелых металлов: l) является процессом необратимым, механизм которого сводитсяк нарушению конформации белковой молекулы;

2)происходит при низких концентрациях соли;

3)при внесении в реакционную смесь большого избытка осадителя происходит процесс адсорбционной пептизации, что сопровождается растворением осадка.

Осаждение концентрированными минеральными кислотами:

Механизм осаждения обусловлено нарушением конформации белковые молекулы. Происходит денатурации белка, он теряет гидрофильные, приобретает гидрофобные свойства и выпадает в осадок. В избытке концентрированной кислоты осадок растворяется за счёт адсорбционной пептизации. Исключение составляет концентрированная азотная кислота, в избытке который осадок не растворяется Значение для клиники:

При отравлении

солями тяжелых металлов (ртути, свинца, меди) в качестве противоядия вводят белки (молоко, раствор яичного белка), которые прочно связывают

соль тяжелого металла в желудке и прекращают всасывание яда в кровь.

38. Гидролиз. Понятие, виды. Схема гидролиза простого белка.

Гидролиз - это распад сложного вещества на более простые составные части с присоединением ионов воды по месту разрыва связей. Гидролиз простого белка идет поэтапно через ряд промежуточных продуктов и заканчивается высвобождением аминокислот.

Схема гидролиза простого белка

Продукт	Цвет при биуретовой реакции
Белок	сине-фиолетовый
Полипептиды	фиолетовый
Крупные пептиды	розово-фиолетовый
Мелкие пептиды	розовый

Дипептиды голубой Аминокислоты голубой

Взависимости от катализатора различают: ферментативный, кислотный и щелочной гидролиз.

Взависимости от глубины различают полный

гидролиз (до аминокислот) и неполный (в гидролизате -промежуточные продукты). По условиям различают: мягкий гидролиз (T=37°, отсутствие концентрированных кислот, щелочей, нормальное давление) и жесткий (высокая Т°, давление, концентрированные кислоты, щелочи). Жесткий гидролиз проводится в лабораторных условиях и сопровождается

разрушением некоторых аминокислот: три, сер, тре, цис, тир, фен. Мягкий гидролиз белка - поэтапный ферментативный имеет место в желудочно-кишечном тракте и тканях организма.

39. Методы выделения индивидуальных белков из смесей: фракционирование солями щелочных и щелочноземельных металлов и органическими растворителями.

При высаливании белка солями щелочных и щелочноземельны 0х металлов белок обычно не теряет способности растворяться вновь в воде после удаления солей (диализом, гельфильтрацией). Например: глобулины выпадают в осадок при 50% насыщения, а альбумины при 100% насыщении раствора сульфатом аммония. При выпадении белковой молекулы в осадок, большое значение имеет не только концентрация солей, но температура и ионная сила раствора.

Органические растворители (спирт, эфир, ацетон) вызывают дегидратацию белковых молекул, разрушают их водные оболочки, что понижает устойчивость белков в р-ре и ведёт к выпадению в осадок.

40. Хроматография как метод разделения смесей. Типы хроматографии.

Хроматография - процесс разделения веществ, находящихся в смеси или растворе, на составляющие компоненты в системе двух фаз, одна из которых неподвижна, а другая перемещаться относительно первой.

Типы хроматографии:

-адсорбционная - разделение смеси из-за различной сорбируемости на твердом адсорбенте -распределительная - Молекулы различных соединений обладают разными свойствами и поэтому по-разному распределяются (растворяются) между подвижной и неподвижной фазами хроматографической системы. -ионообменная - разделении белков, различающихся суммарным зарядом при определенных значениях рН и ионной силы раствора.

-аффинная -основанный на избирательном взаимодействии белков с лигандами, прикрепленными к твердо мы носителю.

- гель-фильтрация - вещества, отличающиеся молекулярной массой, по-разному распределяются между подвижной и неподвижной фазой.

41. Распределительная хроматография, принцип, механизм распределения, биологическое значение.

Молекулы различных соединений обладают разными свойствами и поэтому по-разному распределяются (растворяются) между подвижной и неподвижной фазами хроматографической системы. Твердая фаза служит только опорой, а распределение веществ происходит между жидкими фазами.

Распределительная хроматография делится на:

●· радиальную

●· восходящую

●· нисходящую

Физико-химические параметры разделяемых соединений:

1.1. размеры молекул

2.2. вторичная и третичная структура

3.3. растворимость

4.4. адсорбционные характеристики молекулы

5.5. электрический заряд

6.6. биологическое сродство к другим молекулам

Характеристика фаз хроматографической системы:

1.неподвижная:

●· твердая

●· жидкая

●· смесь

2.подвижная:

●· жидкая - течет по неподвижной

●· газообразная - пропускается через неподвижную

42.Принцип и использование ионообменной хроматографии.

Метод основан на разделении белков, различающихся суммарным зарядом при определенных значениях рН и ионной силы раствора. При пропускании раствора белков через хроматографическую колонку, заполненную твердым пористым заряженным материалом, часть белков задерживается на нем в результате электростатических взаимодействий.

В качестве неподвижной фазы используют ионообменники - полимерные органические веществ, содержащие заряженные функциональные группы.

Различают:

-Положительно заряженные ионообменники - органические основания и амины

-Отрицательно заряженные катионообменники - фенольные, сульфоксильные и карбоксильные группы.

Из основных анионнообменников используют производные полистирола и целлюлозы, несущие функц группы:

●триметиламинополистирол N(CH3)3

●диэтиламиноэтилцеллюлоза C2H4NH(C2H5)2

Катионообменники представлены сульфонированными полистиролами и карбоксиметилцеллюлозой:

-SO3

-CH2-COO

Взависимости от заряда белков используют подходящую смолу. Белки, которые обмениваются с ней функциональными группами остаются на колонке, а другие беспрепятственно вымываются с нее. Осажденные белки снимают с колонки

при помощи более концентрированных солевых растворов.

43. Понятие об аффинной хроматографии, значение метода.

Это наиболее специфичный метод выделения индивидуальных белков, основанный на избирательном взаимодействии белков с лигандами, прикрепленными к твердо мы носителю. В качестве лиганда может

быть использован субстрат или кофермент, если выделяют какой-либо фермент, антигены, для выделения антител и т.д. Через колонку, заполненную иммобилизированным лигандом, пропускают раствор, содержащий смесь белков. К лиганду присоединяется только белок, специфично взаимодействующий с ним; все остальные белки выходят с элюатом. Белок, адсорбированный на колонке, можно снять, промыв ее раствором с измененным значением рН или измененной ионной силой.

44. Гельфильтрация, принцип, значение метода.

Хроматографический метод. Основан на том, что вещества, отличающиеся молекулярной массой, по-разному распределяются между подвижной и неподвижной фазой.

Колонка заполняется гранулами пористого вещества. В полисахариде образуются поперечные связи и формируются гранулы с “порами”. Через них легко проходят вода и низкомолекулярные вещества.

Неподвижная фаза - жидкость внутри гранул, в которую могут проникать низкомолекулярные вещества и белки с небольшой молекулярной массой. Смесь белков, нанесенную на колонку вымывают, пропуская через колонку растворитель.

Более мелкие молекулы уходят внутрь гранул и на некоторое время задерживаются в неподвижной фазе, что позволяет отделить белки.

45. Электрофорез как метод разделения белков. Принцип, значение для клиники.

Электрофоретический метод – это способ пространственного раздФеления молекул, имеющих разный заряд и размеры, путем помещения их в электрическое поле.

Виды электрофореза:

●Зональный электрофорез ведется при постоянном (не изменяющемся) значении рН буферного раствора, заполняющего данный носитель (бумагу, гель, др.). Исследуемый образец наносится пятном или тонким слоем на носитель, по которому и перемещается в электрическом поле.

●При изоэлектрическом фокусировании в среде для электрофореза создается плавный градиент рН. Белок останавливается в зоне, где значение рН равно его изоэлектрической точке (pI).

●В случае изотахофореза заряженные ионы сначала разделяются в соответствии с величинами их заряда и подвижности, а затем перемещаются в электрическом поле с одинаковыми и постоянными скоростями.

●Иммуноэлектрофорез сочетает в себе электрофоретическое разделение белков с иммунопреципитацией, основанной на реакции “антиген – антитело”. Этот тип электрофореза превосходит остальные по чувствительности и разрешающей способности.

Результатом проведения электрофореза является электрофореграмма - картина, полученная после разделения сложной смеси с помощью электрофореза и специфического проявления. Электрофореграмма белков биологических жидкостей человека (сыворотка крови, моча, спинномозговая жидкость и др.) позволяет врачам получить значительную диагностическую информацию.

46. Общие принципы классификации белков, белки глобулярные и фибриллярные, общая характеристика.

Простые белки - альбумины, глобулины, протамины, гистоны, глютелины

Глобулярные белки - имеют форму эллипса, компактную структуру, многие хорошо растворимы в воде(удаление гидрофобных радикалов внутрь молекулы) - гемоглобин

Фибриллярные белки - вытянутая форма, выполняют структурную функцию, нерастворимы в воде - коллаген и т.д

47. Понятие о простых и сложных белках.

Классификация белков по химическому строению Простые белки

Некоторые белки содержат в своём составе только полипептидные цепи, состоящие из аминокислотных остатков. Их называют "простые белки". Гистоны, эластин.

Сложные белки Однако очень многие белки, кроме полипептидных цепей, содержат в своём составе

небелковую часть, присоединённую к белку слабыми или ковалентными связями. Небелковая часть может быть представлена ионами металлов, какими-либо органическими молекулами с низкой или высокой молекулярной массой. Такие белки называют "сложные белки". Прочно связанная с белком небелковая часть носит название простетической группы.

Простетическая группа может быть представлена веществами разной природы. Например, белки, соединённые с гемом, носят название гемопротеины. Белки, соединённые с остатком фосфорной кислоты, называют фосфопротеинами. В состав белков часто входят углеводные остатки, придающие белкам дополнительную специфичность и часто уменьшающие скорость их ферментативного протеолиза. Такие белки носят название гликопротеинов. Белки,

функционирующие в комплексе с липидами, называют липопротеинами, а в комплексе с металлами - металлопротеинами.

Сложный белок, состоящий из белковой части (апопротеин) и небелковой части (простетическая группа), называют "хромопротеин".

48. Альбумины и глобулины, краткая характеристика.

Широко распространены в тканях и органах животных. Наиболее богаты - белки сыворотки крови, молока, мышцы и др. В плазме - 7%. Это глобулярные белки отличающиеся по растворимости.

Отличаются по молекулярной массе - 40 000 - 70 000 - альбумин, 150 000 и более - глобулин.

Альбумин выделен в чистом виде из сыворотки крови и определена его первичная структура. У него низкая ИЗТ - 4.7, примерно 70-80% осмотического давления приходится на них. Основная функция - транспорт жирных кислот.

Глобулины:

а1 фракции - в крови совместно с билирубином и липопротеинами высокой плотности. а2 фракции - глобулин + неизвестный гликопротеин.

В-глобулины - включают в себя трансферин (перенос Fe) и белок транспортирующий ионы меди. А также протромбин у-глобулины - представители иммуноглобулинов.

49. Протамины и гистоны, краткая характеристика.

Протамины обладают выраженными основными свойствами, обусловленные наличием в их составе от 60 до 85% агирина. Хорошо растворимы в воде, ИЗТ водных растворов находится в щелочной среде. Молекулярная масса не более 5000. Составляют белковый компонент в структуре белка.

Гистоны - белки основного характера. В составле лизин и аргирин, содержание которых не более 20%. Играют важную роль в экспрессии генов, сосредоточены в ядрах влеток в составе дезоксирибонуклеопротеинов.

50. Коллагеновые белки. Особенности аминокислотного состава, строения, пространственной организации и функций склеропротеинов.

Коллагены - семейство родственных фибриллярных белков, секретируемых клетками соединительной ткани. Молекулы коллагены состоят из трех полипептидных цепей, называемых а-цепями.

Первичная структура а-цепей коллагены необычна, так как каждая третья аминокислота в полипептидной цепи представлена глицином, около 1/4 аминокислотных остатков составляют пролин или 4-гидроксипролин, около 11% -

аланин. В коллагене отсутствуют такие аминокислоты, как цистеин и триптофан, а гистилин, метионин и тирозин находятся лишь в очень небольшом количестве. В составе первичной структуры а-цепи коллагена содержатся также

модифицированные аминокислоты - гидроксилизин и гидроксипролин. Полипептидную цепь коллагена можно представить как последовательность триплетов Гли-Х-Y, где Х и Y могут быть любыми аминокислотами, но чаще в положении Х стоит пролин, а в положении Y - гидроксипролин или гидроксилизин. Каждая из этих аминокислот имеет большое значение для формирования коллагеновых фибрилл.

51. Сложные белки. Определение, классификация по простетической группе. Типы связей.

Многие белки, кроме полипептидных цепей, содержать в своем составе не белковую часть, присоединенную к белку слабыми или ковалентными связями. Небелковая часть может быть представлена ионами металлов, какими-либо органическими молекулами с низкой или высокой молекулярной массой. Такие белки называют "сложные белки". Прочно связанная с белком небелковая часть носит название простетической группы.

Классификация: -гемопротеины (гем)

-фосфопротеины (фосфорная кислота) -гликопротеины (углеводные остатки) -липопротеины (липиды) -металлопротеины (металлы)

52. Нуклеопротеины. Химический состав, локализация в клетке. Общая характеристика белковых и нуклеотидных компонентов.

Нуклеопротеины состоят из белков и нуклеиновых кислот. Последние рассматриваются как простетические группы. В природе обнаружено 2 типа нуклеопротеинов, отличающихся друг от друга по составу, размерам и физико-химическим свойствам,– дезоксирибонуклеопротеины (ДНП) и рибонуклеопротеины (РНП). ДНП преимущественно локализованы в ядре, а РНП – в цитоплазме. В то же время ДНП открыты в митохондриях, а в ядрах и ядрышках обнаружены также высокомолекулярные РНП.

53. Типы нуклеиновых кислот. Химический состав мононуклеотидов ДНК и РНК. Молекулярная масса нуклеиновых кислот, локализация в клетке, функции.

Вприроде обнаружено 2 типа нуклеопротеинов, отличающихся друг от друга по составу, размерам и физико-химическим свойствам,– дезоксирибонуклеопротеины (ДНП) и рибонуклеопротеины (РНП). ДНП преимущественно локализованы в ядре, а РНП – в цитоплазме. В то же время ДНП открыты в митохондриях, а в ядрах и ядрышках обнаружены также высокомолекулярные РНП.

Вмолекуле ДНК углевод представлен дезоксирибозой, а в молекуле РНК – рибозой, отсюда их названия: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК) кислоты. Кроме того, они содержат фосфорную кислоту, по два пуриновых и по два пиримидиновых основания; различия только в пиримидиновых основаниях: в ДНК содержится тимин, а в РНК – урацил. В составе ДНК и РНК открыты так называемые минорные (экзотические) азотистые основания. Углеводы (рибоза и дезоксирибоза) в молекулах ДНК и РНК находятся в β-D-рибофуранозной

форме.

Роль н.к.: структурные элементы клетки, ее ядра и цитоплазмы. Деление клеток, передача наследственной информации, биосинтез белков связаны с нуклеопротеинами и входящими в их состав нуклеиновыми кислотами.

54. Роль нуклеозидмоно-, ди- и трифосфатов в процессах жизнедеятельности.

НУКЛЕОТИДЫ, нуклеозидфосфаты, фосфорные эфиры нуклеозидов. Состоят из азотистого основания (обычно пуринового или пиримидинового), углевода рибозы (рибонуклеотиды) или дезоксирибозы (дезоксирибонуклеотиды) и одного или нескольких остатков фосфорной кислоты. Соединения из двух остатков нуклеотидов называют динуклеотидами, из нескольких — олигонуклеотидами, из множества — полинуклеотидами. Нуклеотиды входят в состав нуклеиновых кислот (полинуклеотиды), важнейших коферментов (НАД, НАДФ, ФАД, КоА) и других биологически активных соединений. Свободные нуклеотиды в виде нуклеозидмоно-, ди- и трифосфатов в значительных, количествах

содержатся в живых клетках. Нуклеозидтрифосфаты — нуклеотиды, содержащие 3 остатка фосфорной кислоты,

являются богатыми энергией (макроэргическими) соединениями, источниками и переносчиками химической энергии фосфатной связи. Особую роль играет АТФ — универсальный аккумулятор энергии, обеспечивающий различные

процессы жизнедеятельности. Высокоэнергетические фосфатные связи нуклеозидтрифосфатов используются в синтезе

полисахаридов (уридинтрифосфат, АТФ), белков (ГТФ, АТФ), липидов (цитидинтрифосфат, АТФ). Нуклеозидтрифосфаты

являются также субстратами для синтеза нуклеиновых кислот. Уридиндифосфат участвует в обмене углеводов в качестве переносчика остатков моносахаридов, цитидиндифосфат (переносчик остатков холина и этаноламина) — в

обмене липидов. Важную регуляторную роль в организме играют циклические нуклеотиды. Свободные нуклеозидмонофосфаты образуются путём синтеза (см. Пуриновые основания, Пиримидиновые основания) или при гидролизе нуклеиновых кислот под действием нуклеаз. Последовательное фосфорилирование нуклеозидмонофосфатов приводит к образованию соответствующих нуклеозидди- и нуклеозидтрифосфатов. Распад нуклеотидов происходит под действием нуклеотидаз (при этом образуются нуклеозиды), а также нуклеотидпирофосфорилаз, катализирующих обратимую реакцию расщепления нуклеотидов до свободных оснований и

фосфорибозилпирофосфата.