Итак, три основных типа брожения органически связаны между собой — начальные пути разложения углеводов у них одинаковы. Процессы дыхания и брожения являются основными источниками энергии, необходимыми микроорганизмам для нормальной жизнедеятельности, осуществления процессов синтеза важнейших органических соединений.

4. Физико-химические свойства белков. Уровни организации белковых молекул

Полимеры. %0%от сухого вещества клетки (всегда С, Н, О2, азот, почти всегда сера).

Большая молярная масса. Структурная единица-аминокислота. Белки-полипептиды. Каждая белковая молекула характеризуется определенной последовательностью аминокислот, которая определяется структурой гена, кодирующего данный белок.

Боагодаря наличию амино- и карбоксильных групп белкиобладают амфотерными свойствами. Для каждого белка существует значение рН, при котором суммарный электрический заряд=0 –изоэлектрическая точка (значение рН определяется числом его моногенных групп и величиной константы ионизации). рН примерно=5, 5

Гидратация-связывание диполей воды с ионами и полярными группами аминокислот.

Денатурация-потеря наитивных свойств белка из за нарушения химических связей.

1. Простые белки:

-протамины и гистоны-в ядрах сперматозоидов у рыб и птиц (повышенное содержание АК, особенно аргенин)

-альбумины – животные и растительные ткани, белок яиц, сыворотка крови, молоко, семена растений.

-глобулины – глобулярные белки, растворимы в слабых растворах нейтральных солей, разбавленных в кислотах и щелочах. Обуславливают буферную емкость цитоплазмы, плазмы крови и иммунные свойства организма (не растворим в воде)

-глютеины, проламины – семена злаков, зеленые части растений (растворяются в разбавленных растворах щелочей) , высокое содержание глутаминовой кислоты и наличие лизина.

-протеноиды – белки опорных клеток, фибриллярный коллаген, кератин.

2. Сложные белки:

-хромопротеины – содержат окрашенные простатические группы:

А) гемопротеины (содержатжелезо) -цитохромы, некоторые ферменты (каталаза, пероксидаза) , гемоглобин, миоглобин

Б) дыхательные пигменты крови-гемеритрины

В) флавопротеиды – переночсики электронов, важная роль в ОВ реакциях.

-гликопротеины – почти во всех тканях, в жидкостях животных. Содержат обычный набор АК с преобладанием серина и треонина.

Муцины-секреты слизистых желез

Мукоиды-входит в состав опорных тканей

Многие белки плазмы крови, групповые свойства крови, некотоые ферменты и гормоны.

-липопротеины – комплекс белков и липидов (биологическая мембрана)

-фосфопротеины – входи фосфорная группа, присоединяется к АК-остаткам. Обычно к ферментам через остаток серина и треонина.

-металлопротеины – ферментативное дыхание (в составе микроэлемнов) , в гормонах

-нуклеопротеины – комплексы НК с белками. Состоит из основания и углеродного компонента:сахара, рибозы иди дизоксирибозы.

Функции:

1. каталитическая-катализируют протекание химических реакций.

2. защитная – основную функцию защиты выполняет иммунная система, которая обеспечивает синтез белков-антител.

3. структурная-основное вещество хрящей, костей, кожи.

4. регуляторная-многие гормоны-белковой природы

5. поддержание коллоидно-осмотического давления и кислотно-щелочного равновесия

6. гомеостаз

7. энергетическая (АТФ)

8. транспотр-гемоглобин

Уровни организации:

Первичная структура-линейная последовательность АК-остатков в полипептидной цепи.

Вторичная структура-пространственная структура, образующаяся в результате укладки полипептидной цепи определенным образом:

α-спираль –водородные связи между NH-на одном витке и СО-на другом.

β-спираль-водородные связи между параллельными слоями

Хотя эти связи не очень прочные, их много→прочная связь

Третичная структура-трухмерная структура, образуется за счет взаимодействия между радикалами АК, которые могут располагаться на значительном расстоянии друг от друга в полипептидной цепи. Гидрофобные радикалы внутри глобулы, гидрофильные-на поверхности (определяют растворимость в воде)

Четвертичная структура-характерна для сложных белков, состоит из 2 и более полипептидных цепей, не связанных ковалентными связями, а также для белков, содержащих небелковые компоненты. Под 4 структурой понимается пространственное расположение этих компонентов.

5. Способы очистки белков и определение кинетики ферментативной реакции

Для подробного исследования физико-химических и биологических свойств белков, а также для изучения их химического состава и структуры непременным условием является получение белков из природных источников в химически чистом, гомогенном состоянии. Последовательность операций по выделению белков обычно состоит в следующем: измельчение биологического материала (гомогенизация) ; извлечение белков, точнее, перевод белков в растворенное состояние (экстракция) ; выделение исследуемого белка из смеси других белков, т. е. очистка и получение индивидуального белка.

Белковые вещества весьма чувствительны к повышению температуры и действию многих химических реагентов (органические растворители, кислоты, щелочи). Поэтому обычные методы органической химии, применяемые для выделения того или иного вещества из смеси (нагревание, перегонка, возгонка, кристаллизация и др.), в данном случае неприемлемы. Белки в этих условиях подвергаются денатурации, т. е. теряют некоторые существенные природные (нативные) свойства, в частности растворимость, биологическую активность. Разработаны эффективные методы выделения белков в «мягких» условиях, при низкой температуре (не выше 4°С), с применением щадящих нативную структуру химических реагентов.

Перед выделением белков из биологических объектов (органы и ткани животных, микроорганизмы, растения) исследуемый материал тщательно измельчают до гомогенного состояния, т. е. подвергают дезинтеграции вплоть до разрушения клеточной структуры.

Успешно применяется также метод попеременного замораживания и оттаивания ткани, в основе действия которого лежит разрушение клеточной оболочки, вызванное кристаллами льда. Для дезинтеграции тканей используют также ультразвук, пресс-методы (замороженный биоматериал пропускают через мельчайшие отверстия стального пресса под высоким давлением) и метод «азотной бомбы», при котором клетки (в частности, микробные) сначала насыщают азотом под высоким давлением, затем резко сбрасывают давление – выделяющийся газообразный азот как бы «взрывает» клетки.

Современные методы измельчения тканей обычно сочетают с одновременной экстракцией белков из гомогенатов тканей. Большинство белков тканей хорошо растворимо в 8–10% растворах солей. При экстракции белков широко применяют различные буферные смеси с определенными значениями рН среды, органические растворители, а также неионные детергенты – вещества, разрушающие гидрофобные взаимодействия между белками и липидами и между белковыми молекулами.