1.2.10 Качественные реакции обнаружения белков в биологических объектах.

Биуретовая реакция – обнаруживает пептидные связи. При добавлении иона Си(+2) в щелочной среде сопровождается развитием цветной фиолетовой окраски. Интенсивность окраски пропорциональна количеству пептидных связей( содержанию белка в биологической жидкости). В биохимической лабораторной диагностике на основе биуретовой реакции используют методики Фолина или Лоури.

Ксантопротеиновая реакция- при действии азотной кислоты и последующем нагревании смеси получается осадок желтого цвета. Обнаруживает ароматические аминокислоты в составе белка ( фенилаланин и тирозин)

Подробно методики приведены в «Практикуме по биоорганической химии»

авторы Каминская Л.А., Перевалов С.Г.

Приложение. История развития химии белков

Термин белковый (albumineise) был впервые применен французским химиком Ф. Кене в 1747 г. Так стали называть все биологические жидкости организма по аналогии с яичным белком. «Энциклопедия» Д. Дидро и Ж. Д^' Аламбера в 1751 году именно так объясняла этот термин. В дальнейшем начались систематические исследования белков. В 1777г. А. Тувенеель, работавший в С-Петербурге, назвал творог белковой частью молока. В тот же период французский химик А. Фуркруа доказал единую химическую природу белков растительного и животного происхождения.

В 1803 г. физик и химик Дж. Дальтон( ему принадлежит формулировка закона кратных отношений, исследование газовых законов и описание дефекта цветового зрения) отнес белки к азотсодержащим соединениям. В 1810г. известный всем школьникам Ж. Гей-Люссак провел химический анализ фибрина крови. Предполагают, что первым провел гидролиз белков А. Браконно в 1820 г. и получил аминокислоты, в том числе глицин и лейцин.

Первая теория строения белков принадлежит химику Г. Мульдеру, он сформулировал ее в 1836г.Он предположил, что существует минимальная структурная единица, из которой простроены все белки , и назвал ее протеином.

Позднее теория была опровергнута, но термин остался и прочно вошел не только в научный язык химиков.

В книге Д.И.Меделева( 2-е изд. СанктПетербург, Изд. Товарищества «Общественная польза» 1863г.), упоминаются термины белки и протеиновые вещества :

« Из органическихъ веществъ общи всемъ организмамъ протеновыи или белковыя вещества, отличающиеся сложным составомъ, способностью легко изменяться и даже способствовать измененiю других веществъ. Белковое вещество, производящее эти изменения, называется ферментомъ» (сохранено правописание).

Близок к открытию структуры белка был российский биохимик А.В. Данилевский

( 1838 – 1923), который много занимался изучением ферментов и проблемой питания.

В 1902 г. работы Т. Курциуса по синтезу пептидов привели к созданию пептидной гипотезы: «все белки состоят из аминокислот, соединенных между собой связью

–СО-NH»

Окончательно «пептидную теорию» сформулировали Э.Фишер и В. Гофмейстер (Нобелевская премия Э. Фишера 1902 г.)

Строение пептидной группы стало возможным изучить после открытия метода рентгеноструктурного анализа.

Теорию строения а- спирали - и термин «вторичная структура» белка создал лауреат Нобелевских премий Л.Полинг ( 1951г. совместно с Р. Кори). Структура «складчатый» лист исторически была открыта раньше У. Астбери в

1941 г. при рентгеноструктурных исследованиях белка кератина

Термин « четвертичная» структура был введен в 1958 г. английским кристаллографом Дж. Берналом в дополнение к принятым понятиям первичной, вторичной, и третичной структуры, а в 1965г. Ж. Моно ввел понятие «протомер» для названия наименьшей структурной единицы сложной белковой молекулы( чаще теперь называют «субъединица»)

Метод рентгеноструктурного анализа долгое время оставался самым точным для расшифровки пространственного строения белка: в 1936г Дороти Ходжкин исследовала и предложила пространственную структуру инсулина, в 1960 –Д.К.Кендрью – пространственное строение миоглобина. Сейчас используются компьютерное моделирование и приборные методы исследования: методы ЯМР

( ядерного магнитного резонанса) , ПМР протонного магнитного резонанса).

Приложение

Общий список аминокислот и сокращенные обозначения ( лат)

Алифатические аминокислоты моноаминомонокарбоновые

Аланин (Ala) , Валин (Val), Глицин (Gly), Изолейцин Ile) . Лейцин (Leu )

Ароматические аминокислоты моноаминокарбоновые

Тирозин (Tyr), Фенилаланин (Phe)

Гетероциклические ароматические аминокислоты моноаминомонокарбоновые

Гистидин (His), Триптофан (Trp)

Циклическая аминокислота

Пролин( Pro )

Моноаминодикарбоновые аминокислоты и их амиды

Аспарагиновая (Asp), Аспарагин (Asn), Глутаминовая (Glu), Глутамин (Gln)

Диаминомонокарбоновые кислоты

Аргинин (Arg), Лизин (Lys), Оргинитин( не входит в состав белков)

Гидроксисодержащие алифатические аминокислоты

Серин (Ser), Треонин (Thr)

Серусодержащие алифатические аминокислоты

Метионин (Met), Цистеин (Cys)

Гидрофобные аминокислоты :

Аланин, валин, лейцин, изолейцин, метионин, пролин, триптофан, фенилаланин.

Гидрофильные аминокислоты:

Аргинин, аспарагиновая кислота, аспарагин, гистидин, глутаминовая кислота, глутамин, лизин. серин, тирозин, треонин, фенилаланин

L-Аминокислоты ОРГАНИЗМА