Файл: MУ_белки_прил.doc

Четвертичной структуре принадлежит большая роль в регуляции биологической активности белков, т.к. она очень чувствительна к внешним условиям, небольшие их отклонения могут вызвать изменение взаиморасположения субъединиц и в связи с этим изменение биологической активности белка. Это явление представляет собой один из основных механизмов регуляции метаболизма, поскольку многие ферменты и некоторые другие метаболически активные белки имеют четвертичную структуру.

3.3 Биологическое значение аминокислот

1. Входят в состав пептидов и белков биологических объектов.

2. Являются предшественниками многих низкомолекулярных биологически активных веществ – гамма – аминомаслянной кислоты (ГАМК, биогенные амины).

Некоторые гормоны являются производными аминокислот.

3. Являются предшественниками азотистых оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот, и в состав сложных липидов (холина, этаноамина).

4.Участвуют в биосинтезе медиаторов нервной системы (ацетилхолина, дофамина, серотонина и др).

4 Цветные реакции на белки

Присутствие белка в биологических объектах или растворах можно обнаружить с помощью цветных реакций, которые обусловлены наличием аминокислот в белке, их специфическими группами или пептидными группами.

Существуют универсальные цветные реакции, которые дают все белки (биуретовая и нингидриновая). Кроме того, имеются специфические реакции, которые обусловлены наличием определенных аминокислот в молекуле белка. На основании некоторых цветных реакций разработаны методы количественного определения белков и аминокислот, которые широко используются в биохимических анализах.

В данной работе студент должен не только провести универсальные и специфические реакции на белки, но и сделать вывод о питательной ценности исследованных белков, которая определяется содержанием незаменимых аминокислот.

Незаменимых (обязательных) аминокислот для человека восемь: валин (Вал), лейцин (Лей), изолейцин (Иле), треонин (Тре) , метионин (Мет), лизин (Лиз) , фенилаланин (Фен),триптофан (Трп). Две аминокислоты являются частично незаменимыми – это аргинин и гистидин. Они не синтезируются в организме детей. Эти аминокислоты, как и все другие, синтезируют микроорганизмы и зеленые растения, но не могут синтезироваться в организме животного и человека, т.к. нет аналогов соответствующих кетокислот, необходимых для их биосинтеза. Незаменимые аминокислоты должны быть обязательно введены в организм человека или животного с пищей. Если их будет в пище недостаточно, то нормальное развитие и жизнедеятельность организма нарушаются, т.к. не могут синтезироваться белки, содержащие их.

Отдельные пищевые белки могут быть биологически неполноценными по своему аминокислотному составу. Однако необходимо исследовать аминокислотный состав не отдельных белков, а всего их комплекса, содержащегося в пищевом продукте. Только при таком подходе могут быть получены правильные данные об аминокислотном составе, а следовательно, и о пищевой ценности продукта. Для питания большое значение имеет сбалансированность аминокислотного состава белков.

По содержанию в белке незаменимых аминокислот, определяемых химическими методами, вычисляют аминокислотный скор, которым характеризуют биологическую ценность белка. В продукте определяют содержание каждой незаменимой аминокислоты. Найденное количество вычисляют в процентах к содержанию той же аминокислоты в идеальном белке (куриного яйца, молока). Чаще всего, в качестве идеального белка применяют аминокислотную шкалу Комитета ФАО/ВОЗ (ФАО Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН – межправительственная организация, специализированное учреждение ООН. ВОЗ- Всемирная организация здравохранения).

Аминокислотный скор каждой незаменимой аминокислоты в идеальном белке (шкале ФАО/ВОЗ) принимают за 100%.

Расчет аминокислотного скора ведут по формуле:

B

АK =   100, (2)

C

где АK – аминокислота;

В - содержание (мг) незаменимой аминокислоты в 1 г исследуемого белка;

С – содержание (мг) этой же незаменимой кислоты в 1 г идеального белка (шкале ФАО/ВОЗ).

По вычисленному скору определяют лимитирующую биологическую ценность изучаемого белка. Аминокислота с наименьшим скором является дефицитной в данном белке. Для растительного белка чаще всего дефицитным является лизин, триптофан, метионин и треонин. Белки животного происхождения мяса, молока, яиц биологически более ценные, т.к. их аминокислотный состав ближе к аминокислотному составу органов и тканей.

4.1 Биуретовая реакция

Принцип метода.В щелочной среде в присутствии солей меди растворы белка приобретают фиолетовый цвет с красным или синим оттенком, зависящим от количества пептидных связей в молекуле. Продукты неполного гидролиза белка, содержащие не менее двух пептидных связей, дают биуретовую реакцию с красным оттенком. Реакция обусловлена наличием пептидных групп, которые в щелочной среде образуют с ионами двухвалентной меди окрашенные комплексы.

В щелочной среде пептидная группа присутствует в своей таутомерной енольной форме:

Ион меди взаимодействует с отрицательным зарядом диссоциированной в этих условиях ОН-группой – возникает солеобразная связь; кроме того, медь образует дополнительные координационные связи с атомами азота, участвующими в пептидной связи, путем использования их неподеленных электронных пар. Комплексное соединение меди с енолизованными пептидными группами при участии четырех атомов азота можно представить следующим образом:

Ход работы. В одну пробирку наливают 5 капель разбавленного раствора яичного альбумина, во вторую – 5 капель 1 %-ного раствора желатина, в третью – 5 капель 1 %-ного раствора растительного альбумина. В каждую пробирку добавляют по 10 капель 10 %-ного раствора NаОН и по одной капле 1 %-ного раствора сульфата меди. Содержимое пробирок тщательно перемешивают. Развивается фиолетовое окрашивание с соответствующим оттенком.

4.2 Нингидриновая реакция

Принцип метода. Белки, полипептиды, как и свободные -аминокислоты, дают синее или фиолетовое окрашивание с нингидрином (гидрат трикетогидриндена). Реакция характерна для -аминогрупп аминокислот.

На I стадии реакции образуется восстановленный нингидрин за счет окислительного дезаминирования (образование NН₃) и декарбоксилирования (образование СО₂)  - аминокислот: О

О

R  R

 ОН

CНNН₂ + ОН  CН + СО₂ + NН₃ + Н

ОН 