Презентация к занятию №4

1. СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИСТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ
БЕЛКОВ -БЕЛКОВ - IIIIII
НаумовНаумов
АлександрАлександр
ВасильевичВасильевич

2. Функционирование белков: динамика белковой
молекулы, взаимодействие белок-лиганд, белок-
белок.
Различие белкового состава органов и тканей,
изменение его в онтогенезе и при болезнях
(первичные и вторичные протеинопатии).
Пептиды: классификация, представители,
биологические функции. Нейропептиды.
Простые белки: классификация, представители,
характеристика, биологические функции.
Сложные белки: классификация, представители,
характеристика, биологические функции.
Функционирование белков: динамика белковой
молекулы, взаимодействие белок-лиганд, белок-
белок.
Различие белкового состава органов и тканей,
изменение его в онтогенезе и при болезнях
(первичные и вторичные протеинопатии).
Пептиды: классификация, представители,
биологические функции. Нейропептиды.
Простые белки: классификация, представители,
характеристика, биологические функции.
Сложные белки: классификация, представители,
характеристика, биологические функции.

3. 1. Функционирование белков:
динамика белковой молекулы,
взаимодействие белок-лиганд, белок-
белок.
Для функционирования большинства белков
необходимо присоединение лиганда к
активному центру белка.
1. Лиганды могут изменять свою структуру в
активном центре (субстрат-фермент);
2. Характеристика лигандов:
•неорганические (ионы металлов) и
•органические низко- или
высокомолекулярные вещества;

4. • 3) лиганды могут присоединяться к белку в
момент его функционирования (например,
кислород к гемоглобину) или быть
постоянно связанным с белком (например,
гем в гемоглобине).

5. Активный центр – участок белковой молекулы,
сформированный радикалами аминокислот в
углублении молекулы, комплементарный лиганду.
Комплементарность – пространственное и хими-
ческое соответствие активного центра и лиганда.

6. Характеристика активного центра:
1) относительно изолирован от окружающей среды;
2) имеет «рельеф», совпадающий с пространственной
структурой лиганда;
3) при неполном совпадении способен к небольшим
конформационным изменениям;
4) содержит радикалы аминокислот, способные образо-
вывать нековалентные и ковалентные связи с лигандом;
5) обладает высокой специфичность к лигандам;
6) при денатурации разрушается.

7. Амилоиды – самособирающиеся нековален-тные фибриллярные полимеры
идентичных белковых молекул
Прионы – белки - инфекционные агенты.
N – 1997. С Прузинер
АМИЛОИДЫ И ПРИОНЫ – пример
белок-белковых взаимодействий

8. Прионы
PrPc
– prion related protein;
PrPsc
– scrapie.
Прионные болезни:
Губчатый энцефалит коров;
Скраб (почесуха) овец;
Куру;
Летальная семейная инсомния;
Болезнь Крейцфельда-Жакоба (куру, коровье
бешенство, губчатая энцефалопатия).

9. PrPc
PrPsr

10. Попуасы, больные куру.
Каннибализм - фактор риска
болезни Крейтцфельдта-Якоба

11. Стенли Прузинер
1997 год

12. 380 G>T (p.Gly 127 Val)

13. Амилоидозы
амилоидные заболевания
Наследуемые
(вызываются мутациями
в ДНК)
Инфекционные
(передаются от
одного организма к
другому - прионы)
Спорадические
(вызываются неизвестными причинами)

14. Амилоидозы – группа заболеваний при которых
видоизменённые белки (амилоидные фибриллы)
накапливаются в тканях.
Существует ~ 30 различных типов амилоидозов, в
зависимости от специфического «незрелого» белка.
Могут быть локальные или системные.
Наиболее частые системные типы амилоидозов:
-амилоидоз лёгких цепей (AL);
-воспалительные (AA) – из-за гиперсекреции печенью
белка острой фазы (α-глобулина) в ответ на любое
хроническое воспаление,
-врождённые и/или пожилого возраста - старческий
системный амилоидоз (ATTR – транстиретин - семейная
амилоидная полинейропатия).
-связанные с диализом (Aβ2M) - β2 микроглобулин

15. Амилоидоз лёгких цепей (AL);

16. 2. Различие белкового состава
органов и тканей, изменение его в
онтогенезе и при болезнях
(первичные и вторичные
протеинопатии).
Содержание белков в органах человека составляет в
среднем 15-20% от сырой массы ткани. Однако имеются
как количественные, так и качественные различия.
Количественные различия содержания
белка:Мышцы 18-23 %
Печень 18-19
Селезёнка 17-18
Почки 16-18
Лёгкие 14-15
Мозг 7-9

17. Содержание белка в продуктах питания
(г/100г)
Сыр (твёрдый) 26,0
Арахис 24,3
Курица 20,5
Говядина и др. 20,3
Печень 20,1
Треска 17,4
Яйцо 12,3
Хлеб 7,8
Горох 5,8
Простокваша 5,0
Молоко 3,3

18. Качественные различия белкового
состава органов и тканей.
БЕЛОК ТКАНЬ ИЛИ ОРГАН
КОЛЛАГЕН СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ТКАНЬ
КЕРАТИН КОЖА, ВОЛОСЫ, НОГТИ
АКТИН, МИОЗИН МЫШЦЫ
ГЕМОГЛОБИН,
ЦЕРУЛОПЛАЗМИН
КРОВЬ
РОДОПСИН СЕТЧАТКА ГЛОЗА
БЕЛОК S-100, 14-3-2 НЕРВНАЯ ТКАНЬ

19. • Белковый состав организма взрослого
здорового человека более или менее
постоянен, однако возможны небольшие
изменения содержания отдельных белков в
зависимости от физиологической активности,
состава пищи и режима питания.
• В онтогенезе (процесс развития организма) –,
особенно на самых ранних стадиях,
количество и состав белка изменяется
значительно.

20. Изменение количества белка
в организме человека в
онтогенезе
ВОЗРАСТ, лет Кол-во белка,
г/кг
до 0,5 2, 1
0,5 - 1 1, 9
1 - 3 1,7
4 - 6 1,4
7 - 10 1,2
11 - 14 0,95
15 - 18 0,82
19 лет и старше 0,75
Беременные 1,3

21. Скорость обмена белков в
организме
• 10 дней - 50 % белков печени и
плазмы крови;
• 80 дней - 50 % белков человека;
• 158 дней - белок мышц и кожи человека;
• Жизнь - 200 раз обновление белков
всего организма человека

22. • Примитивный − НbР, 2α2ε, образуется в жел-точном
мешке плода, имеет высокое сродство к кислороду.
• Фетальный (у взрослых 1,5%) –НbF, 2α2γ, образуется в
печени и костном мозге плода, с 3-х до 6-ти месяцев
полностью заменяет HbР, имеет высокое сродство к
кислороду.
• Гемоглобин А (у взрослых 98%) – НbА, 2α2β,
образуется в костном мозге плода с 8-ми месяцев, к концу
1-го года жизни заменяет HbF,.
Минорные формы:
• Гемоглобин А2 (у взрослых 2%) – НbА2, 2α2δ;
• Гемоглобин А3 (при старении) – НbА3, 2α2β.
Качественные изменения
гемоглобина в онтогенезе

24. Первичные (наследственные) протеинопатии
- серповидноклеточная анемия (гемоглобинопатия) при
которой вместо НbА образуется НbS, содержащий в β-цепях
Val в 6 положении вместо Glu.
Это гомозиготное рецессивное заболевание. Люди,
гомозиготные по НbS, погибают от малокровия в раннем
детском возрасте.

25. ВторичныеВторичные (приобретенные) протеинопатиипротеинопатии
При приобретенных протеинопатиях изменяется
количество белка или его распределение в тканях, или
нарушается функция белка в связи с изменением
условий в клетке.
Например,
- при некоторых формах гастрита в клетках слизистой
желудка прекращается образование белка
внутреннего фактора Кастла, обеспечивающего
всасывание витамина В12. В результате нарушается
обмен витамина B9синтез гемоглобина и развивается
мегалобластическая анемия..
-- ГликированиеГликирование белков при диабете

26. Таким образом, исследование белков
организма человека, имеет большое
значение в медицине. С его помощью
возможно:
1)обнаружить патологический процесс в
организме;
2)оценить динамику развития и тяжесть
заболевания;
3)оценить эффективность лечения.
Поэтому, при правильной трактовке, данные
исследования белков имеют большое
клинико – диагностическое значение.

27. 3. Пептиды: классификация,
представители, биологические
функции. Нейропептиды.
• Вещества, состоящие из аминокислот,
соеденённых пептидной связью, называют
пептиды и условно разделяют на 2 группы:
• 1. Олигопептиды – содержат до 10 АК-остатков.
• 2. Полипептиды – содержат более 10 АК-
остатков. Если полипептиды содержат более 50
АК-остатков, то их называют белки.

28. Классификация пептидов
Группа Предста-
вители
Особен-
ности
Биологические
функции
Регуля-
торные
Ангиотензин
Брадикинин
Глутатион
8 АК
9АК
3АК
Повышает АД
Пептид боли
Антиоксидант
Пептиды-
гормоны
Окситоцин
Вазопрессин
Гастрин
9АК
в гипофизе
в желудке
Сокращение матки
Снижение диуреза
Активация пепсина НСI
Пептиды-
антибио-
тики
Актиноми-
цин Д, поли-
миксины
синтезиру-
ются в гри-
бах
Оказывают
антибактерицидное
действие
Нейро-
пептиды
Эндорфины
Энкефалины
Либерины …
В головном
мозге. 5АК
Управляют
ощущениями.
Активируют гипофиз

29. Возможно искусственное получение
природных пептидов.
•синтез окситоцина. Этот гормон пептидной природы
состоит из остатков 9 АК.
Американский биохимик Винсент Дю Виньо в 1932
г. установил структуру окситоцина, а в 1954 г.
осуществил его полный синтез из отдельных
аминокислот. За эти исследования ему в 1955 г. была
присуждена Нобелевская премия.

30. • Более простые пептиды в настоящее время
синтезируют химическим или микробиологическим
путем. Например, в качестве синтетического
заменителя сахара широко используется дипептид
аспартам (его добавляют даже в жевательную
резинку).
• Он образован аспарагиновой кислотой и
метиловым эфиром фенилаланина.

32. Белки
Простые Сложные
•1. Альбумины
•2. Глобулины
•3. Гистоны
•4. Протамины
•5. Проламины
•6. Глютелины
•7. Склеропротеины
1. Нуклеопротеиды
2.Фосфопротеиды
3.Гликопротеиды
4.Липопротеиды
5. Металлопротеиды
6. Хромопротеиды

33. Простые белки – состоят только из АК:
1) Альбумины и глобулины –
белки плазмы крови. Альбумины
поддерживают онкотическое и осмотическое
давление, осуществляют транспорт ЖК.
Глобулины обеспечивают транспорт липидов,
гормонов, витаминов, защитную функцию.
2) Протамины и гистоны –
ядерные белки. У них выражены основные
свойства. Они хорошо растворимы в воде,
содержат «много» Lys и Arg (10-15/1000),
регулируют метаболическую активность
генома.

34. 3) Проламины и глютелины –
белки растительного происхождения (зеин,
гордеин) содержатся в семенах злаков,
растворяются в водном растворе этанола,
содержат ~ 30-45% глутаминовой кислоты и
15% пролина.
4) Склеропротеины – белки костей,
хрящей, волос, ногтей (коллаген, кератины,
эластин и др). Плохо перевариваются под
действием ферментов ЖКТ, имеют
фибриллярную структуру, не растворяется в
водных растворах, не пригодные для питания.

35. Сложные белки – состоят из белковой и
небелковой части, они связаны ковалентными
или нековалентными связями.
1) Нуклеопротеиды – небелковой
частью является нуклеиновая кислота, если это
ДНК – дезоксирибонуклеопротеиды (ДНП),
если РНК – рибонуклеопротеиды (РНП).
2) Фосфопротеиды – казеиноген
(молоко), фосвитин (желток), вителлинин,
овальбумин (белок яйца) ,ихтулин (икра) –
осуществляют питание зародыша и
новорожденного; фосфорная кислота связана
сложной эфирной связью с белковой частью

36. 3) Гликопротеиды – простетические
группы представлены углеводами и их
производными – гликозамингликанами
(гиалуроновая и хондроитинсерная
кислоты), которые прочно связаны с
белковой частью; различают собственно
гликопротеины (95% белка, 5% углеводный
компонент – тиреотропный и фолликуло-
стимулирующий гормон) и протеогликаны
(5% белка, 95% углеводного компонента).

37. 4) Липопротеиды – простетическая
группа представлена липидом, входят в
состав клеточной мембраны, митохондрий
и микросом, а также присутствует в
свободном состоянии в плазме крови;
делятся на высокой плотности – ЛПВП
(холестерин из тканей в печень), низкой –
ЛПНП (холестерин в ткани), очень низкой –
ЛПОНП и хиломикроны (транспортируют
триглицериды). Связь между липидом и
белком нековалентная.

38. 5) Металлопротеиды – в активном
центре находится металл – ферритин,
трансферрин, гемосидерин, церулоплазмин.
6) Хромопротеиды – состоят из
белковой части и окрашенного небелкового
компонента:
а) флавопротеиды – в качестве
простетической группы – ФМН и ФАД;
б) ретинальпротеиды – содер. витамин
А;
в) магнипорфирины – содерж.
хлорофилл;
г) гемопротеиды – небелковая часть –
гем, различают ферментные (цитохромы,

39. CПАСИБО
ЗА ВНИМАНИЕ!