Обзор структуры белков

мы много говорили о белках какую работу они выполняют в биологических системах о том как они выполняют функцию гормонов антител формируют различные части клетки участвуют в передаче сигналов и еще о многом другом мы также говорили о том что белки могут выполнять эти роли в живой клетке благодаря своей структуре и в этом видео мы с вами обсудим структуру белков для наглядности я изобразил здесь схему молекулы гемоглобина молекула гемоглобина состоит из четырех полипептидных цепочек в двух из них по 140 одной аминокислоте в других по 146 аминокислот то есть всего получается 574 аминокислоты хочу обратить ваше внимание что они не просто собрались в случайном порядке их структура идеально подходит для выполнения гемоглобином своей роли для переноса кислорода в красных кровяных тельцах существует большое количество белков они выполняют огромное множество функций но как формируется их структура во-первых скажу что у структуры белков есть несколько уровней первый уровень так и называется первичная структура это просто последовательность аминокислот когда мы говорили о процессе трансляции который происходит на рибосоме на основе матричной рнк когда трнк приносят аминокислоты и образуется первичная структура белка в днк фактически содержится информации в каком порядке присоединять друг другу аминокислоты то есть порядок расположения аминокислот в полипептидной цепочке первый уровень это просто цепочка аминокислот соединенных в определенном порядке но какую форму потом принять полипептиды чтобы молекула могла выполнять необходимые функции второй уровень структуры вторичная структура это соединение между собой разных участков в пептидной цепи и здесь у меня несколько примеров итак здесь вы видите полипептидная цепь последовательность аминокислот связанных пептидными связями вот здесь у нас пептидная связь здесь еще связь между углеродом и азотом здесь тоже связь между углеродом и азотом и это полипептидная цепь и очень длинная она может идти как то так и затем мы сгибаться потом возвращаться но когда она возвращается назад то здесь мы видим связь азота с карбонильным углеродом пептидной связи и азот карбонильный углерод пептидная связь мы также видим что эти два участка одной длинной цепи взаимодействуют друг с другом я специально не стал подрисовывать боковые группы я обозначил их буквой r но здесь очень хорошо видно как они взаимодействуют так тут у нас например азот он электроотрицателен и будет притягивать электроны водорода поэтому на водороде образуется частичный положительный заряд кислород тоже электроотрицателен он притянет к себе электроны углерода на нем образуется частичный отрицательный заряд и водород с кислородом будут притягиваться и между ними образуется водородная связь и здесь будет тоже самое также как и здесь и эти две цепочки складываются в как бы плоский лист он так и называется бета лист или бета складчатый слой здесь я тоже нарисовал by the list но вы можете заметить различия здесь цепочка от азота к альфа атому углерода карбонильном у углероду дальше сот альфа атом углерода карбонильный углерод а эта цепочка идет в том же самом направлении азот эльф атом углерода карбонильный углерод азот альфа атом углерода карбонильный углерод то есть это параллельный бета лист обе взаимодействующие цепочки идут в одном направлении это называется параллельный бета лист здесь цепочки тоже идут параллельно но посмотрите здесь asos альфа атом углерода карбонильный углерод азот альфа атом углерода карбонильный углерод это у нас слева но справа у нас цепь идет в обратном направлении я больше скажу я просто взял эту цепь и скопировал и перевернул тут даже видно что буквы нарисованы сверху вниз тут также водородные связи между частичным положительным зарядом водорода связанным с атомом азота и частичным отрицательным зарядом на атоме кислорода водородные связи точно такие же цепочки идут параллельно но в разных направлениях такая форма называется анти параллельным бета листом анти параллельный бета лист это еще один вид вторичные структуры белка а здесь мы видим как основная цепь вернулась в спираль и водородные связи образуются между разными витками этой спирали здесь у нас на атоме кислорода будет частично отрицательный заряд на атоме водорода частичный положительный образуется водородная связь и здесь тоже будет водородная связь таким образом у нас образуется спиральная структура она называется альфа спираль и так вот эти взаимодействия между разными участками 1 пептидной цепи образуют вторичную структуру это вторичная структура белка так у нас еще не задействованы и боковые группы некоторые из боковых групп гидрофобные им захочется спрятаться внутри белковые молекулы подальше от воды какие-то боковые группы образуют водородные связи с другими боковыми группами они тоже будут как-то взаимодействовать некоторые боковые группы образуют дисульфидные связи ковалентные связи с другими боковыми группами мы расскажем об этом подробнее в другом видео но это будет третий уровень структуры он будет называться третичной структурой она формируется взаимодействием боковых групп пусть у меня есть вот такой белок я пишу просто букву р но вы представьте некие гидрофобные боковые группы а здесь у нас будет h2o это все конечно объемное но эти боковые группы будут прятаться от h2o и наоборот гидрофильные боковые группы кажутся снаружи может даже оказаться так что одна боковая группа назовем ее r1 и другая боковая группа r два образуют между собой водородную связь или возможно ионную связь то есть боковые группы могут по-разному взаимодействовать друг с другом следующем видео мы подробно рассмотрим эти связи любой белок образованный из одного полипептида будет иметь первичную структуру вторичную структуру и третичную структуру но если взять например гемоглобин который содержит несколько полипептидов то в нем еще будет четвертичная структура запишу четвертичная структура это порядок в котором разные полипептиды образуют более сложную структуру взаимодействие разных цепочек на мой взгляд структура белка это что-то необычайное интересное есть столько вариантов формирования белка если по лучше в этом разобраться мы сможем транслировать днк в первичную структуру и понять как работают белки что делают как их можно починить как заставить выполнять другие функции все это невероятно интересная область для изучения спасибо что подписывайтесь на наш канал нам очень важно знать ваше мнение если у вас возникают вопросы касательно данного видеоролика то не стесняйтесь задавать их в комментариях мы с удовольствием на них ответим