Белки: история исследования, химсостав, свойства, биологические функции

головках миозина находится два важных функциональных центра - каталитический центр, способный в определенных условиях осуществлять гидролитиче-ское расщепление --пирофосфатной связи АТФ, и центр, обеспечивающий способность специфично связываться с другим мышечным белком - актином.

Актин является глобулярным белком с молекулярной массой 42 000. В таком виде его называют G-актином. Однако он обладает способностью полимеризоваться, образуя длинную структуру, называемую F-актином. В такой форме актин способен взаимодей-ствовать с головкой миозина, причем важной чертой этого процесса является зависимость от присутствия АТФ. При достаточно высокой концентрации АТФ комплекс, образован-ный актином и миозином, разрушается. После того как под действием миозиновой АТФазы (фермент) произойдет гидролиз АТФ, комплекс снова восстанавливается. Этот процесс легко наблюдать в растворе, содержащем оба белка. В отсутствии АТФ в результате об-разования высокомолекулярного комплекса раствор становится вязким. При добавлении АТФ вязкость резко понижается в результате разрушения комплекса, а затем начинает постепенно восстанавливаться по мере гидролиза АТФ. Эти взаимодействия играют важ-ную роль в процессе мышечного сокращения.

7) Антибиотики:

Большую и чрезвычайно важную в практическом отношении группу природных органи-ческих соединений составляют антибиотики - вещества микробного происхождения, вы-деляемые специальными видами микроорганизмов и подавляющие рост других, конку-рирующих микроорганизмов. Открытие и применение антибиотиков произвело в 40-ые гг. революцию в лечении инфекционных заболеваний, вызываемых бактериями. Следует от-метить, что на вирусы в большинстве случаев антибиотики не действуют и применение их в качестве противовирусных препаратов неэффективно.

Первыми в практику были введены антибиотики группы пенициллина. Примерами их могут служить бензилпенициллин и ампициллин:

Сходны с ним по строению антибиотики группы цефалоспоринов, примером которых мо-жет служить цефамицин С. Общим у этих антибиотиков является наличие -лактамного кольца. Механизм действия их состоит в торможении одной из стадий формирования му-реина - пептидогликана, формирующего клеточную стенку бактерий.

Антибиотики чрезвычайно многообразны по своей химической природе и по механизму действия. Некоторые из широко используемых антибиотиков взаимодействуют с рибосо-мами бактерий, тормозя синтез белка в бактериальных рибосомах, в то же время практи-чески не взаимодействуют с эукариотическими рибосомами. Поэтому они губительны для бактериальных клеток и мало токсичны для человека и животных. К их числу относятся хорошо известные стрептомицин, хлорамфеникол (левомицетин):

CHO

OH

Еще одним известным антибиотиком является тетрациклин:

Один из самых эффективных противотуберкулезных препаратов  антибиотик рифампи-цин  блокирует работу прокариотических РНК-полимераз  ферментов, катализирующих биосинтез РНК,  связываясь ферментом, но в то же время не обладает способностью связываться с РНК-полимеразами эукариот:

Интенсивно исследуются антибиотики, взаимодействующие с ДНК и этим нарушающие процессы, связанные с реализацией заложенной в ней наследственной информацией. Ан-тибиотики с таким механизмом действия обычно высокотоксичны и используются только в химотерапии злокачественных опухолей. В качестве примера можно привести актино-мицин D:

8) Токсины :

Ряд живых организмов в качестве защиты от потенциальных врагов вырабатывают сильно ядовитые вещества - токсины. Многие из них являются белками, однако, встречаются среди них и сложные низкомолекулярные органические молекулы. В качестве примера такого вещества можно привести ядовитое начало бледной поганки - -аманитин:

Это соединение специфично блокирует синтез эукариотических и-РНК. Для человека смертельной дозой является несколько мг этого токсина.

Глава 10. Заключение.

В последние десятилетия изменился сам подход к решению основополагающих про-блем биологии. Один из основателей молекулярной биологии, английский ученый, лауреат Нобелевской премии Джон Кендрью сказал: “Биологи прежних лет в целом продвигались сверху вниз. Они начинали с целого организма, потом разнимали его на части и рассмат-ривали отдельные органы и ткани; далее они изучали отдельные клетки под микроскопом  так мало-помалу они продвигались вниз от сложного к простому. Новая биология начинает с другого конца и продвигается с самого низа вверх. Она начала с простейших компонентов живого организма  стала изучать отдельные молекулы и их взаимодействие внутри клеток, пренебрегая всем остальным. Теперь пришла пора обратиться к этому остальному и дви-гаться вдоль иерархии биологической организации”.

Однако биология, сложнейшая необъятная наука, отнюдь не сводится к молекулярной биологии или биоорганической химии. Они представляют собой лишь подходы к решению некоторых биологических задач. За последние четверть века на этом пути были сделаны блестящие, иногда даже сенсационные открытия. Есть все основания полагать, что череда этих открытий еще не закончилась, как не закончилась еще революция в биологии.

Список литературы:

1. В.Т.Иванов, А.Н.Шамин. Путь к синтезу белка.  Ленинград: Химия, Ленинградское отделение, 1982 г.

2. Д.Г.Кнорре, С.Д.Мызина. Биологическая химия.  М.: Высшая школа, 1998 г.

3. Р. Марри, Д. Греннер. Биохимия человека. Т. 1-2 .  М.: Мир, 1993 г.

4. А.Уайт, Ф.Хендлер. Основы биохимии. Т. 1-3.  М.: Мир, 1981 г.

5. Б.Албертс, Д.Брей. Молекулярная биология клетки. Т. 1-3. М.: Мир, 1994 г.

6. Г.Шульц, Р.Ширмер. Принципы структурной организации белков.  М.: Мир, 1982 г.

7. А.О.Рувинский, В.К. Шумной. Общая биология.  М.: Просвещение, 1995 г.

8. Н.Н.Приходченко, Т.П.Шкурат. Основы генетики человека.  Рос-тов на-Дону: Феникс, 1997 г.

9. В.Н.Ярыгин. Биология. Т. 1-2.  М.: Высшая школа, 1999 г.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Приложение I

Аминокислота Формула Сокращение

3-х букв 1 букв.

Алифатические аминокислоты

Моноаминомонокарбоновые кислоты

1. Глицин (гликокол) аминоуксусная к-та H – CH – COOH

|

NH2 Gly G

2. Аланин, -амино-пропионовая к-та CH3 – CH – COOH

|

NH2 Ala A

3. Валин, -амино-изовалериановая к-та CH3 – CH – CH – COOH

| |

CH3 NH2 Val V

4. Лейцин, -амино-изокапроновая к-та CH3 – CH - СH2 – CH – COOH

| |

CH3 NH2 Leu L

5.Изолейцин,

-амино-

изокапроновая к-та CH3 – CH2 - СH – CH – COOH

| |

CH3 NH2 Ile I

6. Серин, -амино--гидроксипропионовая к-та CH2 – CH – COOH

| |

OH NH2 Ser S

7. Треонин, -амино---гидроксимасляная к-та CH3 – CH – CH – COOH

| |

OH NH2 Thr T

Диаминомонокарбновые кислоты

8. Лизин, ,,-диаминокапроновая к-та NH2 - CH2 - CH2 – CH2 - СH 2 –