- Stahuj zápisky z přednášek a ostatní studijní materiály
- Zapisuj si jen kvalitní vyučující (obsáhlá databáze referencí)
- Nastav si své předměty a buď stále v obraze
- Zapoj se svojí aktivitou do soutěže o ceny
- Založ si svůj profil, aby tě tví spolužáci mohli najít
- Najdi své přátele podle místa kde bydlíš nebo školy kterou studuješ
- Diskutuj ve skupinách o tématech, které tě zajímají
Studijní materiály
Zjednodušená ukázka:
Stáhnout celý tento materiálobulární mnohem flexibilnější a mohou snadno podléhat různým konformačním změnám. Tyto změny hrají důležitou roli při plnění řady biologických funkcí, mj. i při aktivním transportu biologickými membránami nebo při allosterické modifikaci enzymů.
Podle složení či stavby bílkovinné molekuly rozlišujeme bílkoviny jednoduché (holoproteiny) a složené (heteroproteiny). Jednoduché bílkoviny obsahují výhradně proteinový řetězec, složené obsahují kromě bílkoviny i složku nebílkovinnou. Tato nebílkovinná složka, tzv. prostetická skupina, je nezbytná pro specifickou funkci proteinu a má přímý vliv na jeho stabilitu.
Ve většině případů je prostetická skupina vázána na protein kovalentní vazbou, takže je nedisociovatelnou součástí složené molekuly. Existují však i jiné způsoby spojení mezi složkami heteroproteinů, umožňující jejich reversibilní disociaci (vazby heteropolární nebo koordinační).
Prostetickými skupinami složených bílkovin mohou být například nukleové kyseliny s vazbou na silně basické bílkoviny histonů a protaminů (nukleoproteiny), lipidy s nekovalentní vazbou na protein (lipoproteiny), glycidy s esterovými vazbami na molekuly serinu (glykoproteiny), kyselina fosforečná s esterovou vazbou na serin či threonin proteinu (fosfoproteiny), barevné látky (chromoproteiny) a některé bivalentní nebo trivalentní ionty kovů jako je Zn, Mn, Fe aj. (metalloproteiny).
4.1. Proteiny jako hydrofilní koloidy
Koloidní soustavy mají některé specifické vlastnosti, kterými se odlišují od pravých roztoků a hrubých dispersí. Některé z těchto vlastností pramení z velikosti částic rozpuštěné látky. Velikost částic je příčinou jejich neprůchodnosti normálními filtry, rozptylu viditelného záření (Tyndallův efekt) a rychlosti sedimentace v odstředivém poli. Důležitým faktorem určujícím vlastnosti (tedy i stálost) koloidních systémů je povaha mezifázové oblasti dispersní fáze - okolního roztoku a elektrického náboje koloidních částic.
Vodný roztok bílkoviny je v podstatě složitý dynamický systém, ve kterém jsou všechny složky tohoto systému v neustálé interakci. Tyto interakce se projevují rovnovážnými změnami konformace, asociačními a disociačními vztahy terciárních struktur, změnami rozpustnosti a jiných vlastností bílkovin.
Molekuly bílkovin, mající nepolární nitro a polární povrch vytvářený disociací ionogenních skupin -COOH a -NH2 , jsou ve vodném prostředí obklopeny orientovanou vrstvou molekul vody. Bílkoviny tak vytvářejí hydrofilní koloidy, jejichž rozpustnost je ovlivňována především změnou pH a změnou iontové síly solí přítomných v roztoku. Koloidní stav tak umožňuje vytvoření velkého povrchu bílkovinných částic a zároveň vytváří i vhodné prostředí pro průběh biochemických reakcí.
Vylučování koloidních částic bílkovin z roztoku lze dosáhnout eliminací jednoho či obou faktorů podmiňujících stabilitu koloidního systému, tj. potlačením elektrického náboje molekul bílkovin a odstraněním jejich hydratačního obalu.
Přídavek malého množství neutrálních solí odnímá koloidním částicím bílkovin solvátový obal pro solvataci vlastních iontů a tím vyvolává (po kompenzaci nábojů částic) shlukování a vylučování koloidních částic z roztoku. Toto srážení je převážně reversibilní, takže vyloučené koloidní částice přecházejí znovu do roztoku buď zředěním, nebo odstraněním elektrolytu. Této skutečnosti se v praxi využívá k dělení a purifikaci bílkovin, jmenovitě enzymů, frakčním srážením při tzv. vysolování. Bílkovina, získaná srážením neutrálními solemi (nejčastěji síranem amonným), si zachovává svoje nativní vlastnosti. Vysolování lze též dosáhnout odstraněním hydratačního obalu vhodnými s vodou mísitelnými organickými rozpouštědly, které nesmí mít negativní vliv na biologické vlastnosti srážených bílkovin.
Opačný efekt (zvýšení rozpustnosti bílkovin) způsobuje malé množství neutrální soli při nízké iontové síle roztoku. Příkladem tohoto tzv. vsolování je rozpouštění globulinů přítomných v destilované vodě přídavkem NaCl.
4.2. Denaturace a hydrolysa bílkovin
Pojmem denaturace je označován děj, při kterém dochází ke ztrátě původních fyzikálně-chemických a biologických vlastností bílkovin. Podle povahy a podle charakteru denaturačního činidla (denaturace kyselinami, varem, působením močoviny) dochází k rozdílnému stupni rozrušení kvarterní, terciární a sekundární struktury bílkovin. Denaturační činidla nenarušují peptidové vazby bílkovin, ruší však některé nekovalentní vazby (vodíkové můstky, iontové vztahy a hydrofobní interakce), důsledkem čehož je prostorová změna molekuly.
Funkční skupiny, které byly v nativní bílkovině „maskovány“ svým umístěním uvnitř globulárního útvaru se stávají přístupnými, což vede ke zvýšení počtu volných aminoskupin, thiolových skupin a skupin -OH. Výsledkem těchto strukturálních změn bílkovin je ztráta biologických vlastností, jako je imunologická specifita, ztráta aktivity (enzymy), ztráta receptorových vlastností (hormony) a pod.
Denaturace je ve většině případů děj ireversibilní. Návrat k původnímu stavu (před denaturací) totiž vyžaduje znovuvytvoření příslušných nekovalentních vazeb, což je podmíněno zajištěním nezbytných specifických podmínek.
Děj, který je znám jako vysrážení nebo vysolování bílkovin, který byl diskutován v předchozí kapitole, není totožný s denaturací. Po rozrušení vazeb (podmiňujících strukturu bílkoviny) denaturací a po rozvolnění polypeptidového řetězce, mohou totiž, podle povahy denaturačního činidla a bílkoviny, vznikat nové náhodné vazby a to nejen uvnitř jedné a téže molekuly, nýbrž i mezi různými molekulami bílkovin navzájem. Dochází tak k tvorbě velkých bílkovinných agregátů, které vypadávají ve formě sraženiny z roztoků. Takováto bílkovina již nemůže být vrácena do původní podoby (konformace) - děj se stává nevratným.
Hydrolysou bílkovin rozumíme, vedle rozrušení předchozích typů vazeb a interakcí, především štěpení peptidových vazeb účinkem kyselin, zásad nebo enzymů. Výsledkem totální hydrolysy (kyselé, alkalické, případně enzymové) je směs aminokyselin. Bílkovinné hydrolysáty se používají mj. k účelům léčebným, nutričním, k přípravě půd pro kultivaci mikroorganismů a pod.
4.3. Přehled nejdůležitějších biologických funkcí peptidů a proteinů
Funkce stavební - tyto funkce zabezpečují především dvě chemicky i morfologicky odlišné extracelulární bílkoviny zvané kolagen a elastin, podílející se na tvorbě pojivových tkání a kostních tkání živočichů. Patří sem i bílkoviny nazývané keratiny, které jsou součástí vlasů, vlny, kůže, nehtů a peří a vyznačují se relativně vysokou chemickou odolností.
Funkce transportní - některé bílkoviny se účastní například přenosu kyslíku a oxidu uhličitého (hemoglobin), železa (transferin), lipidů (lipoproteiny) a hormonů (specifické přenašeče) krevním řečištěm i transportu látek biologickými membránami subcelulárních částic (buněčných organel) a buněk.
Funkce mechanicko-chemické - příkladem je globulární bílkovina svalové tkáně nazývaná myosin, která se ve spojení s aktinem (rovněž globulární bílkovinou) podílí na svalové kontrakci.
Funkce katalytické a regulační - průběh těchto funkcí zajišťují enzymy a hormony na bázi peptidů a proteinů.
Funkce obranné a ochranné - sem patří především tvorba protilátek, vzniklých po vniknutí některých cizorodých struktur (antigenů) do buňky. Tyto protilátky, nazývané imunoglobuliny, se vážou s antigenem za tvorby inaktivního komplexu, paralyzujícího toxický účinek antigenu. Mezi ochranné funkce bílkovin patří tvorba krevního koláče zabraňujícího ztrátám krve u živočichů. Podstatou je tvorba trojrozměrné sítě fibrinu z krevní bílkoviny fibrinogenu. Obrannými resp. ochrannými funkcemi je i tvorba tzv. fytochelatinů, realizovaná rostlinou jako odpověď na vysoké hladiny toxických kovů inkorporovaných do rostliny z půdy. Podobnou funkci jako mají fytochelatiny u rostlin vykazují u živočichů metallothioneiny, eliminující vliv toxických kovů vazbou na thiolové skupiny zmíněného peptidu.
Jiné funkce bílkovin nebo peptidů - do této skupiny můžeme zařadit pro živočichy toxické bílkoviny či peptidy produkované některými mikroorganismy a houbami (botulotoxin, amanitin a faloidin), toxické enzymy některých živočichů a rostlin, bílkoviny účastnící se regulace proteosynthesy, cyklu vidění a mnohé další.
4.4. Izolace a čištění proteinů
Bílkoviny tvoří v organismech velmi početnou skupinu látek, jejichž vzájemná izolace a purifikace je velmi obtížná. Při práci s nimi je třeba mít na zřeteli především jejich funkčnost a z tohoto aspektu volit i vhodné a šetrné dělící postupy.
Z metod, uplatňujících se při izolaci a čištění bílkovin, lze uvést mj. frakční srážení ethanolem či solemi některých monovalentních kovů nebo amonných iontů (nejčastěji síranem amonným), různé způsoby chromatografických dělení (především gelovou a afinitní chromatografii), dělení elektroforetická na různých typech nosičů (často v kombinaci s metodami chromatografickými), dialysu, diferenciální centrifugaci a ultracentrifugaci.
Během dělícího a purifikačního procesu je třeba sledovat stupeň čistoty izolované bílkoviny. K tomu účelu se s výhodou využívají určité selektivní případně specifické vlastnosti některých proteinů, jako je jich aktivita u enzymů, nebo aktivita bílkovinných hormonů. U bílkovin, které nevykazují výraznou biologickou aktivitu, lze s výhodou využít jejich vysoce citlivých antigenních vlastností.
Stupeň purifikace enzymů je obvykle sledován vzrůstem tzv. specifické aktivity, vyjádřené počtem katalů na 1kg bílkoviny, či zlomkem této enzymové jednotky.
Vloženo: 15.08.2009
Velikost: 262,00 kB
Komentáře
Tento materiál neobsahuje žádné komentáře.
Mohlo by tě zajímat:
Skupina předmětu B1 - Biochemie
Reference vyučujících předmětu B1 - Biochemie
Podobné materiály
- B2 - Kapitol 1-4 - Biochemie
- B3 - Kapitol 5-6 - Biochemie
- B4 - Kapitol 7 - Biochemie
- B5 - Kapitol 8 - Biochemie
- B6 - Kapitol 9 - Biochemie
- B7 - Kapitol 10-12 - Biochemie
- 1 - Test - Test z Biochemie
- 2 - Test - Test z Biochemie
- 3 - test - Test z Biochemie
- 4 - test - Test z Biochemie
- 5 - test - Test z Biochemie
- 6 - test - Test z Biochemie
- 7 - test - Test z Biochemie
- 8 - test - Test z Biochemie
- 9 - test - Test z Biochemie
- 10 - Meterial - Biochemie
- 11 - material - Biochemie
- 12 - material - Biochemie
- 13 - material - Biochemie
- 14 - material - Biochemie
Copyright 2024 unium.cz