Химические основы жизни. Лекция 4 - Белки. Функции белков

• В видео обсуждается тема белков и их синтеза в организме.  

• Аминокислоты присоединяются к транспортной РНК, образуя пептидную связь.  

• Образование пептидной связи происходит без затрат энергии.  

• Эффективная связь образуется между аминокислотами и транспортной РНК.  

• Образование эффективной связи требует депротонирования аминогруппы и депротонирования карбоксильной группы.  

• Первичная структура белка - это последовательность аминокислотных остатков.  

• Первичная структура поддерживается ковалентными связями между аминокислотами.  

• Аминокислотные замены могут влиять на первичную структуру белка и его функцию.  

• Пример: серповидно-клеточная анемия, вызванная заменой одной аминокислоты.  

• Вторичная структура белка может быть представлена альфа-спиралями или бета-складчатыми листами.  

• Водородные связи между аминокислотами обеспечивают прочность структуры белка.  

• В идеальной альфа-спирали на один виток приходится примерно 3,5 аминокислотных остатка, а на пять витков - 18 нанометров.  

• Бета-складчатые листы могут быть образованы водородными связями через одну или через две аминокислоты.  

• Параллины играют важную роль в образовании бета-складчатых листов, обеспечивая поворот на 90 градусов и излом на углах.  

• Бета-складки бывают параллельными и анти-параллельными.  

• В параллельной структуре есть петля, которая не участвует в образовании водородных связей и не укладывается в альфа-спираль.  

• Неупорядоченные структуры встречаются в белках и выполняют важные функции.  

• Некоторые белки могут стать упорядоченными после взаимодействия с другими белками или структурами.  

• Фолдинг белка - это процесс укладки белка, который происходит за счет взаимодействия радикалов аминокислот, образования водородных связей и гидрофобных взаимодействий.  

• В результате фолдинга образуются вторичные структуры: альфа-спирали, бета-складки и неупорядоченные структуры.  

• Глобулярные белки имеют форму шара или эллипса, а фибриллярные белки - форму нитей.  

• Примером фибриллярного белка является коллаген, который имеет сложную структуру с повторами глицин икс, игрек и пролина.  

• Третичная структура белков образуется за счет дисульфидных связей, электростатических взаимодействий и гидрофобных взаимодействий.  

• Третичная структура определяет функцию белка, например, в случае с инсулином и гемоглобином.  

• Четвертичная структура белков образуется за счет гидрофобных взаимодействий между субъединицами.  

• Четвертичная структура может быть образована за счет сшивки действительных связей, как в случае с антителами.  

• Денатурация белков происходит при нагревании, что облегчает их переваривание.  

• Инатурация белков происходит при охлаждении, что может привести к потере их функций.  

• Денатурация белков может быть вызвана изменением заряда радикалов, растворимости, изменением растворимости, образованием осадка, изменением растворимости и образованием осадка.  

• Биотехнология позволяет ускорить процесс денатурации с помощью ферментов и изменения pH.  

• Белки имеют домены и мотивы, которые могут быть обнаружены в разных белках.  

• Гомео-домен связывает ДНК и имеет сходство в аминокислотных последовательностях у разных организмов.  

• Глутатион является антиоксидантом, который участвует в биосинтезе и является ко-фактором пероксидазы.  

• Пептиды-лекарства, такие как Ренивал, обладают антибактериальными свойствами.  

• Гормоны, такие как вазопрессин, окситоцин, и другие пептиды, имеют разные функции и химические структуры.  

• В видео обсуждается молекулярная биология и ее основные понятия, такие как ДНК, РНК и белки.  

• ДНК и РНК отвечают за хранение и передачу генетической информации, а белки выполняют различные функции в организме, включая ферментацию, структурную поддержку, транспорт, рецепцию, движение и запас питательных веществ.  

• Белки могут быть представлены в виде остова полипептидной цепочки без радикалов, ленточных или проволочных структур, а также в виде столичной структуры.  

• Многие белки содержат альфа-спирали, которые помогают им проходить через мембраны клеток.  

• Белки могут содержать домены, которые выполняют различные функции.  

• Белки могут взаимодействовать друг с другом и с другими молекулами, используя различные типы взаимодействий, такие как электростатические, водородные и ковалентные связи.  

• Взаимодействие белков может быть измерено с помощью констант диссоциации, которые позволяют определить прочность связи между белками и другими молекулами.  

• Родопсин, содержащийся в сетчатке глаза, меняет свою структуру при поглощении света, что приводит к передаче нервного импульса.  

• Гемоглобин и неоглобин выполняют транспортную функцию, перенося кислород и углекислый газ.  

• Антигены и антитела выполняют защитную функцию, взаимодействуя друг с другом и обеспечивая иммунитет.  

• Антитела состоят из двух легких и двух тяжелых цепей, связанных дисульфидными связями.  

• Антитела имеют сложную структуру, похожую на транспортную систему или букву Y.  

• Основная функция антител - защитная, они связывают антигены и образуют иммунные сеточки.  

• Антитела также могут активировать комплемент и обеспечивать защиту от инфекций.  

• В 80-е годы была предложена схема получения моноклональных антител путем слияния опухолевых клеток с клетками селезенки, которые секретируют антитела.  

• В результате получаются клетки, которые секретируют абсолютно одинаковые моноклональные антитела.  

• Иммуноферментные анализы основаны на технологии многоклональных антител, которые используются для лечения различных заболеваний.  

• Ферменты являются биокатализаторами, снижающими энергию активации и стабилизирующими переходное состояние в химических реакциях.  

• Ферменты могут быть активны при разных значениях pH и в разных средах.  

• Ферменты имеют разные значения "критического числа оборотов в секунду" и могут выполнять разное количество химических реакций.  

• Ферменты классифицируются на семь классов: оксида редуктазы, трансферазы, киназы, гидролазы, фосфатазы, лиазы, синтазы и транслоказы.  

• Транслоказы - это ферменты, которые переносят молекулы через мембрану или ионные каналы.  

• Лизоцим - фермент, который гидролизует полисахариды клеточной стенки бактерий, содержится в слюне, соплях, молоке и куриных яйцах.  

• Гидролиз осуществляется с помощью активного центра, состоящего из остатков серина и гистидина.  

• Ингибиторы ферментов - вещества, которые мешают ферментам работать.  

• Известный ингибитор - колбановая кислота, которая инактивирует бета-лактамазу.  

• Фосфорилирование белков - один из способов регуляции их активности.  

• Адреналин активирует фермент киназу фосфлазы, которая фосфорилирует фермент регенслизу.  

• Рецепторы, связанные с белками, активируются сигнальными молекулами и регулируют внутриклеточные процессы.  

• Активация рецепторов может быть опосредованна вторичными посредниками, такими как циклический АМФ и циклический ГМФ.  

• Фотоны могут активировать рецепторы, связанные с белками, вызывая изменение конформации белка и активируя его.  

• Фотоны активируют рецепторы, которые, в свою очередь, активируют ферменты и изменяют внутриклеточные процессы.