Гель-фильтрация

Гель-фильтрация относится к важнейшим методам, применяемым для очистки ферментов и других белков. Чаще всего она используется на завер­шающих этапах технологических схем выделения и очистки.

Основные принципы метода просты. Гель состоит из открытой попереч­но-сшитой полимерной структуры, сформированной в виде шариков (гранул). Поры внутри гранул имеют такие размеры, что некоторые из них недоступныдля крупных молекул, тогда как более мелкие молекулы могут проникать во все поры. Недоступность пор обусловлена тем, что они или слишком узки для молекул, или, если даже достаточно широки, не имеют каналов, выходящих на поверхность гранул. В настоящее время принято считать оптимальными такие условия потока, при которых все доступные поры заполнены молекулами проходящего по колонке белка. Таким образом, здесь действуют равновесные, а не кинетические факторы.

Поведение молекул в колонке при гель-фильтрации может быть описано несколькими способами. Его можно выразить следующим уравнением:

где К — коэффициент, определяющий долю пор, которые может занимать эта молекула; У_е— объем элюпии рассматриваемой молекулы; У_{— общий объем колонки; К₀ — свободный объем (между гранулами геля).

2. 29.2.1. Активация и рекогниция аминокислот

Большая часть пула аминокислот в цитоплазме клеток находится не в сво­бодном состоянии, а в виде аминоацил-тРНК. Это предохраняет аминокисло­ты от метаболических превращений и способствует сохранению набора ами­нокислот для синтеза белка. Образованию комплекса аминокислота-тРН К предшествует активация аминокислоты и нахождение соответствующей тРНК (рекогниция). Это происходит под действием фермента аминоацил-тРНК-син-тетазы,или АРС-азы. Эти ферменты имеют два активных центра, один из ко­торых соответствует определенной тРНК, а другой строго специфичен соот­ветствующей аминокислоте. Таким образом, в клетке должно быть не менее 20 АРС-аз, хотя фактически их несколько больше. Образование амино-ацил-тРНК происходит в два этапа, первым из которых является взаимодейст­вие аминокислоты (Ах) с макроэргом АТФ: Аминоациладенилат (Ак~АМФ) остается в комплексе с АРС-азой до при­соединения ко второму активному центру фермента тРНК. При взаимодейст­вии комплекса (Ак-АМФ)-АРС-аза с тРНК образуется аминоацил-тРНК (Ак-тРНК); при этом выделяется свободный фермент и АМФ:

(Ак~АМФ)-АРС-аза + тРНК ——>• Ак~тРНК + АМФ + АРС-аза

Рассмотрим это на конкретном примере активации аланина:

3.

 

№ 14

1. Развитие методов изучения структуры и представлений о белках, как исключительно пластичном классе линейных биополимеров, способном к образованию метастабильных пространственных структур с центрами ком-плементарности к лигандам и другими заданными свойствами.

2. Последовательность событий инициации, элонгации и терминации трансляции. Бесклеточные белоксинтезирующие системы.

3. Активация и общая схема внутриклеточного метаболизма глицерола и жирных кислот.

 

1.

 

2.

 

3.

 

№ 15

1. Определение, механизм образования, свойства и биологическая роль первичной структуры белков. Их полиморфизм и видовая специфичность, как основа биоразнообразия. Комов 41, 52

2. Основные этапы посттрансляционного процессинга: принцип адресации, избирательный протеолиз, модификации аминокислот, присоединение небелковых компонентов, формирование пространственной конформации и сортировки мономерных и олигомерных белков. Комов 460

3. Схема биосинтеза и функции фосфолипидов и триацилглицеридов. Роль фосфолипаз в обмене фосфолипидов и рецепции внеклеточных сигналов. Комов 292

 

1. 3.2.1. Определение первичной структуры белков

Определению первичной структуры предшествует денатурация и разрыв поперечных дисульфидных связей в белке. Это достигается посредством из­бытка меркаптоэтанола следующим образом:

Как видно из уравнения, цистин превращается в два остатка цистеина, ко­торые затем блокируют избытком иодуксусной кислоты, чтобы предотвратить обратное образование связей —8—8—.

Расщепление полипептидной цепи на фрагменты проводят обычно при помощи протеолитических ферментов, таких, как трипсин, химотрипсин или пепсин. Эти ферменты действуют на различные участки полипептидной цепи, так как имеют повышенное сродство к различным аминокислотным остаткам. Необходимо учитывать также соседние аминокислотные остатки, т. е. про­странственное окружение атакуемой пептидной связи. Оказалось, что трипсин гидролизует только те пептидные связи, в образовании которых участвует кар­боксильная группа лизина или аргинина, а химотрипсин гидролизует связи по фенилаланину, триптофану и тирозину. Обычно протеолитические ферменты, гидролизующие полипептидные цепи, предварительно иммобилизуют на не­растворимых матрицах для более легкого отделения их от продуктов гидроли­за. Далее определяют аминокислотные последовательности каждого полипеп-тидного фрагмента. Для этого чаще всего используют метод Эдмана, заклю­чающийся в анализе полипептида только с 7У-конца. Концевая аминокислота при взаимодействии с фенилизотиоцианатом в щелочной среде образует стой­кое соединение, которое можно отщепить от полипептида без его деградации. Фенилтиогидантоиновое (ФТГ) производное аминокислоты идентифицирует­ся хроматографическим методом. После идентификации концевого ТУ-амино-кислотного остатка метка вводится в следующий аминокислотный остаток,