• высоковольтный электрофорез на молекулярных ситах;
• изоэлектрическое фокусирование.
Процесс состоит из следующих этапов:
1. С-концевая аминокислота присоединяется к нерастворимой частичке смолы.
2. Вводится вторая аминокислота с блокированной аминогруппой и в присутствии дегидратирующего агента образуется пептидная связь.
3. Блокирующая группа отщепляется кислотой, образуются газообразные продукты, которые удаляются.
4. Стадии 2 и 3 повторяются со следующими аминокислотами до окончания синтеза пептида.
5. Полипептид отщепляется от частички смолы.
6. На образование каждой пептидной связи необходимо около 3 часов.
Биологические функции белков
1. Структурная.
2. Резервная (трофическая, субстратно-энергетическая).
3. Ферментативная (каталитическая).
4. Гормональная (регуляторная).
5. Рецепторная.
6. Транспортная.
7. Сократительная.
8. Электроосмотическая (Na+, К+-АТФаза).
9. Энерготрансформирующая.
10. Иммунологическая.
11. Гемостатическая.
12. Обезвреживающая.
13. Токсигенная.
Физико-химические свойства белков
1. форма и размеры белковой молекулы;
2. высокая молекулярная масса;
3. высокая вязкость растворов;
4. способность к набуханию;
5. оптическая активность;
6. низкое осмотическое и высокое онкотическое давление;
7. заряд молекулы (изоэлектрическая точка);
8. амфотерность;
9. растворимость;
10. неспособность проникать через полунепроницаемые мембраны;
11. способность к денатурации.
Уровни структурной организации белков
Первичная структура – строго определенная линейная последовательность аминокислот в полипептидной цепочке.
Стратегические принципы изучения первичной структуры белка претерпевали значительные изменения по мере развития и усовершенствования применяемых методов. Следует отметить три основных этапа в их развитии. Первый этап начинается с классической работы Ф. Сенгера (1953) по установлению аминокислотной последовательности инсулина, второй – с широкого введения в структурный анализ белка автоматического секвенатора (начало 70-х годов 20 века), третий – с разработки скоростных методов анализа нуклеотидной последовательности ДНК (начало 80-х годов 20 века).
Первичная структура белка определяется:
1. Природой входящих в молекулу аминокислот.
2. Относительным количеством каждой аминокислоты.
3. Строго определенной последовательностью аминокислот в полипептидной цепи.
Предварительные исследования перед определением первичной структуры белка
1. Очистка белка
2. Определение молекулярной массы.
3. Определение типа и числа простетических групп (если белок конъюгированный).
4. Определение наличия внутри- или межмолекулярных дисульфидных связей. Обычно одновременно определяют наличие в нативном белке сульфгидрильных групп.
5. Предварительная обработка белков, обладающих 4-й структурой, с целью диссоциации субъединиц, их выделения и последующего изучения.
Стадии определения первичной структуры белков и полипептидов
1. Определение аминокислотного состава (гидролиз, аминокислотный анализатор).
2. Идентификация N- и С-концевых аминокислот.
3. Расщепление полипептидной цепи на фрагменты (трипсин, химотрипсин, бромциан, гидроксиламин и др.).
4. Определение аминокислотной последовательности пептидных фрагментов (секвенатор).
5. Расщепление исходной полипептидной цепи другими способами и установление их аминокислотной последовательности.
6. Установление порядка расположения пептидных фрагментов по перекрывающимся участкам (получение пептидных карт).
Методы определения N-концевых аминокислот
1. Метод Сенгера.
2. Метод Эдмана (реализован в секвенаторе).
3. Реакция с дансилхлоридом.
4. Метод с применением аминопептидазы.
Методы определения С-концевых аминокислот
1. Метод Акабори.
2. Метод с применением карбоксипептидазы.
3. Метод с применением боргидрида натрия.
Общие закономерности, касающиеся аминокислотной последовательности белков
1. Не существует одной уникальной последовательности или группы частичных последовательностей, общих для всех белков.