медицинский каталог




Основы медицинской химии

Автор В.Г.Граник

от вторжения других организмов и предотвращающие различные повреждения. Так, при проникновении в организм антигенов — белков или других веществ, чужеродных для данного вида, в сыворотке крови образуются специализированные белки — иммуноглобулины (антитела), вырабатываемые лимфоцитами (иммунная реакция). Антитела связывают антигены и обеспечивают их выведение. Молекулы антител формируются в специализированных клетках — лимфоцитах и способны соединяться с антигенами, образуя комплекс антиген-антитело. Антитела обладают высокой специфичностью в отношении чужеродных белков.

Клеточную или физиологическую активность регулируют так назы-иасмые регуляторные белки, например, репрессоры, которые упорядочивают биосинтез ферментов в бактериальной клетке. Белки, выполняющие одинаковые функции у различных видов животных, называются гомологичными. Иллюстрация — цитохром С — железосодержащий митохондриальный белок (М.м. около 12500, цепь состоит из 100 аминокислот), участвующий в качестве переносчика электронов в процессах биологического окисления в эукариогических клетках. Этот фермент, вне зависимости от вида, содержит в 27 положениях одинаковые — инвариабельные аминокислоты, в других положениях они могут варьировать без заметного эффекта на ферментативную функцию.

Белки делятся на фибриллярные — имеющие вытянутые полипеп-гидные цепи, образующие нити или слои, и глобулярные, пептидная цепь которых свернута в глобулы. Большинство ферментов — это глобулярные белки. К фибриллярным белкам относятся — «-кератины, образующие наружные защитные покровы позвоночных. Главные фибриллярные белки соединительных тканей — коллаген и эластин. Соединительные ткани состоят, также из протеогликанов — белков, кова-лентно связанных с полисахаридами. Толстые нити скелетной мышцы образуют регулярно уложенные в виде пучка молекулы миозина, представляющие собой очень длинные палочковидные молекулы с «хвостом» из двух а-спиральных полипептидов (М.м. миозина порядка 450000). С толстыми нитями тесно взаимодействуют тонкие, состоящие из белка актина (две формы — фибриллярная и глобулярная). Важно, что в сократительной системе мышцы толстые нити миозина и тонкие нити актина уложены параллельно и благодаря скольжению тонких нитей вдоль толстых (скольжение индуцируется Са2+ и некоторыми мышечными

94

Глава Л Общие и теоретические проблемы фармаклюеии

белками) происходит сокращение скелетной мышцы. Глобулярные белки: гемоглобин, главные функции — связывание и высвобождение кислорода, углекислого газа и протонов (С02 и Н*— конечные продукты клеточного дыхания, см. 1-3. Е. 1.6), миоглобин — небольшой (М.м. 16700) кислород.связывающий белок, функцией которого является создание запаса кислорода и перенос его в митохондрии, цитохром С (см. выше) — компактная глобула с гидрофильными группами, направленными наружу и гидрофобными — внутрь структуры, лизоцим — фермент яичного белка и слез, катализирующий гидролитическое расщепление полисахаридов, рибонуклеаза ~ фермент, катализирующий гидролиз некоторых связей рибонуклеиновых кислот. И, в заключение, несколько слов о химическом строении и структуре белков. Несмотря на то, что функции белков в организме чрезвычайно многообразны, химическое их строение весьма сходно — это полилептиды и главная структурная компонента — это остаток «-аминокислоты, соединенный с другими а-аминокислотами за счет амидных связей, образующихся с участием амино- и карбоксильных групп.

R Я" —N—CH-C—N—ен—С— Н ОН О

В структуре белковых молекул идентифицированы 20 различных а-аминокислот (см. таблицу в 1-3.Е t в). Из 20 аминокислот можно составить бесконечное число белковых цепей с различным количеством и разной последовательностью а-аминокислот. Кроме того, пространственная структура белковых молекул может быть самой разнообразной. Индивидуальную структуру каждого белка, определяющуюся тем, какие аминокислоты и в какой последовательности соединены между собой, называют первичной структурой белка. Белковые молекулы складываются в пространстве, образуя спирали или складки, т.е. создают регулярную конформацию остова полипептндной цепи — эта конформация называется вторичной структурой белка. Боковые радикалы близлежащих и удаленных друг от друга аминокислотных остатков взаимодействуют между собой и создают трехмерную структуру, называемую третичной структурой белка, которая стабилизируется водородными связями, электростатическим притяжением (СОО" и NH* — на концах цепи), гидрофобными взаимодействиями (гидрофобные остатки R отталкиваются от водной фазы и стремятся собраться поблизости друг от друга, например, внутри глобулярной структуры, где они защищены от контакта с водой). Стабилизация трехмерной структуры осушествляет-

1-3. Некоторые проблемы биохимии

95

ся также за счет образования ковалентных поперечных связей — чаше всего это дисульфидные S-S-связи. И, наконец, субъединицы олигомер-ных белков (многие из них имеют не одну, а ряд полипептидных целей), функционируют как единое целое и объединены взаимодействием боковых радикалов, принадлежащих разным цепям. Для таких олигомерных белков выделяют еше четвертичную структуру — способ совместной укладки и упаковки этих цепей с образованием нативной конформации белка. Хорошим примером такого белка является фермент — пируват-дегидрогеназный митохондриальный комплекс, представляющий собой ансамбль из трех ферментов (в общей сложности 72 белковые цепи).

1-3.Б. Ферменты

Хотя ранее уже неоднократно упоминалось о проблемах ферментативной активности в живом организме, некоторые функции ферментов, сведения об их представителях, их структуре, причинах специфичности и необычайно высокой каталитической активности, следует расемотреть отдельно и несколько упорядочить.

Ферменты — это специализированные белковые молекулы, являющиеся мощными катализаторами химических реакций, по своей активности несравнимо более эффективными, чем синтетические катализаторы. Ферменты катализируют множество многосталийных реакций, в процессе которых протекает расщепление молекул питательных веществ, запасается и преобразуется химическая энергия и простые Молекулы трансформируются в макромолекулы, входящие в состав клетки. Важнейшее свойство ферментов — способность многократно ускорять химические процессы, причем это ускорение достигает огром-пых цифр — скорость реакций в условиях ферментативного катализа повышается в 108-10:п раз. Главные причины такого ускорения могут быть сведены к следующему: взаимодействие белковой молекулы с относительно низкомолекулярными субстратами приводит к тому, что возникают фермент-субстратные комплексы, в которых атакуемые связи располагаются весьма близко к атакующей группе, причем имеет место оптимальная ориентация взаимодействующих фрагментов. Отсюда — повышается вероятность достижения переходного состояния, снижается его энергия, соответственно снижается свободная энергия активации процесса и, как результат, повышается скорость реакции. Другой причиной облегчения (энергетического) достижения переходного состояния является возможнос

страница 25
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92

Скачать книгу "Основы медицинской химии" (2.69Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]


Химический каталог Rambler's Top100

Copyright © 2009
(22.09.2018)