Слайд 3
Лекция 3 – Биохимия (макромолекулы)
Биологические макромолекулы
Белки
Углеводы
Липиды
Нуклеиновые кислоты
Слайд 4
Углеводы
Содержат углерод, водород, кислород
Главная функция – обеспечение питания
клетки
ОБЩАЯ ФОРМУЛА:
Слайд 5
Моносахариды (простые сахара)
Олигосахариды (в т.ч.дисахариды)
Полисахариды:
Гомополисахариды: гликоген, крахмал,
целлюлоза, хитин
Гетерополисахариды: гиалуроновая кислота, гепарин и др.
4. Гликоконьюгаты: гликопротеины
и протеогликаны
Углеводы
Слайд 6
Моносахариды (простые сахара)
Слайд 7
Cокращенные обозначения моносахаридов
Слайд 8
Дисахариды
Disaccharides or double sugars
Слайд 9
Полисахариды
Гомополисахариды
Гетерополисахариды
Линейные
Разветвленные
Линейные Разветвленные
Слайд 10
Крахмал – основной запасной полисахарид растений
гранулы крахмала
Амилоза –
линейный компонент крахмала
Слайд 11
Гранулы гликогена – запасного полисахарида животных – в
клетках печени
Слайд 12
ЦЕЛЛЮЛОЗА – СТРУКТУРНЫЙ ПОЛИСАХАРИД
Целлюлоза
β 1→4 О-гликозидная связь
Слайд 13
Структура целлюлозы
Клеточная стенка водоросли
Водородные связи в целлюлозе
Слайд 15
гепарин
Сульфоидуроновая кислота 2,6-дисульфо-N-ацетилглюкозамин
Гетерополисахариды
Слайд 16
Гликоконьюгаты
гликопротеины – большую часть молекулы составляет белок
протеогликаны
– до 96% молекулы составляет полисахарид
гликолипиды и липополисахариды –
мембранные структуры
Слайд 17
Липиды
Содержат C, H и O, но кислорода меньше,
чем в углеводах
Примеры:
триглицериды
фосфолипиды
стероиды
эйкозаноиды
Слайд 18
Триглицериды
Состоят из жирных кислот и глицерола
Слайд 20
Другие липиды
Фосфолипиды – модифицированные триглицериды с двумя жирными
и фосфатной группой
Слайд 21
Другие липиды
Стероиды – плоские молекулы с 4-мя углеводородными
кольцами
Эйкозаноиды – 20-ти углеродные жирные кислоты, входят в
состав мембран клетки
Слайд 22
Липиды в теле человека
триглицериды – в тканях и
вокруг органов
фосфолипиды – главный компонент клеточных мембран
стероиды – холестерол,
витамин D, половые гормоны, гормоны надпочечников
Слайд 23
Жирорастворимые витамины - A, E и K
Липопротеины –
транспорт жирных кислот и холестерола по кровяному руслу
Эйкозаноиды –
простогландины, лейкотриены, тромбоксаны
Липиды в теле человека
Слайд 24
Арахидоновая кислота
ПРОСТАГЛАНДИНЫ:
Широкий спектр воздействий,
так как регулируют синтез сAMP в разных тканях, например:
Стимулируют сокращение гладкой мускулатуры матки;
Влияют на суточные ритмы;
Изменяют чувствительность тканей к гормонам (адреналину и глюкагону)
Вызывают повышение температуры, участвуют в развити реакции воспаления и боли
Prostaglandin E1 (PGE1)
Простагландин Е1
Простагландин F1α
Слайд 25
Арахидоновая кислота
ТРОМБОКСАНЫ
- Сокращают кровотечение и способствуют образованию кровяного
сгустка
Арахидоновая кислота
Тромбоксан А2
Слайд 26
Арахидоновая кислота
ЛЕЙКОТРИЕНЫ
Индуцируют сокращение мускулатуры дыхательных путей;
Гиперпродукция лейкотриенов приводит
к астматическому приступу
Лейкотриен А4
Слайд 29
Функции
1. Запасание липидов – энергетическое депо:
а) накапливаются
в больших количествах;
б) на ед. веса запасается в
2 раза больше энергии, чем в углеводах
в) негидратированы (при запасании углеводов – 2г воды на 1 г гикогена)
2. Теплоизоляция
3. Выделение дополнительного тепла
Слайд 32
Некоторые характеристики аминокислот
Слайд 33
D-глицеральдегид
L-глицеральдегид
D-глицеральдегид
L-глицеральдегид
Слайд 36
D- и L-аминокислоты
Аланин
Аланин
Слайд 37
Белки
Макромолекулы, состоящие из комбинаций 20 типов аминокислот, связанных
пептидными связями
Слайд 38
1952 – 1956
Фредерик Сэнджер определил аминокислотную последовательность пептидного
гормона инсулина
Нобелевская премия по химии 1958
Слайд 39
Первичная структура инсулина быка
Дисульфидные мостики образованы остатками цистеина
А-цепь
В-цепь
Слайд 40
Уровни структурной организации белков
Первичный – последовательность АК
Вторичный –
альфа-спираль или бета-слой
Третичный – скручивание вторичной структуры в глобулу
Четвертичный
– соединение несколький полипептидных цепей в особую пространственную структуру
Слайд 42
Весной 1951 г. Linus Pauling, Robert Corey, and
Herman Branson в серии из 8 статей, опубликованных в
Proceedings of the National Academy of Sciences USA , предложили модель структуры
α-спирали и β-слоя.
The Structure of Proteins: Two
Hydrogen-Bonded Helical Configurations
of the Polypeptide Chain
Слайд 43
n
n-4
n-3
n-2
n-1
Вторичная структура белка стабилизирована
водородными связями
a - спираль
Слайд 45
ТРЕТИЧНАЯ СТРУКТУРА –
УКЛАДКА ВТОРИЧНЫХ СТРУКТУР ОДНОЙ ПОЛИПЕПТИДНОЙ
ЦЕПИ В ГЛОБУЛУ
(ПОЛНАЯ ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА ПОЛИПЕПТИДНОЙ ЦЕПИ)
Слайд 46
Типы взаимодействий, стабилизирующие третичную структуру
Гидрофобные взаимодействия между неполярными
радикалами
Водородные связи между полярными радикалами
Электростатические взаимодействия между противоположно заряженными
радикалами
Слайд 47
Hydrophobic
interaction
Примеры нековалентных взаимодействий между аминокислотными остатками в третичной
структуре
Слайд 48
Фибриллярные и глобулярные белки
Фибриллярные белки
Протяженные белковые цепи
Примеры:
кератин, эластин, коллаген
ФИБРИЛЛЯРНЫЕ БЕЛКИ ИМЕЮТ ТОЛЬКО ВТОРИЧНУЮ СТРУКТУРУ
Слайд 49
Глобулярные белки
Компактные сферические белки, имеющие третичную и
четвертичную структуру
Примеры: антитела, гормоны, ферменты
Фибриллярные и глобулярные белки
Слайд 50
Денатурация белка
Обратимая (не сильное изменение pH, температуры)
Слайд 51
Денатурация белка
Необратимая (сильное изменение pH, температуры)
Слайд 52
Нуклеиновые кислоты
1869 Фридрих Мишер выделил из клеоток
гноя (лейкоцитов) и спермы лосося вещество, названное им нуклеином
Friedrich
Miescher (1844-1895)
Слайд 53
Nucleic Acids
Composed of carbon, oxygen, hydrogen, nitrogen, and
phosphorus
Their structural unit, the nucleotide, is composed of N-containing
base, a pentose sugar, and a phosphate group
Five nitrogen bases contribute to nucleotide structure – adenine (A), guanine (G), cytosine (C), thymine (T), and uracil (U)
Two major classes – DNA and RNA
Слайд 54
Азотистые основания
пурины
Аденин
Гуанин
A
G
Слайд 55
Тимин
Цитозин
Азотистые основания
пиримидины
Слайд 57
Углеводные компоненты нуклеотидов
Рибоза
Дезоксирибоза
Слайд 58
Нуклеозид
Нуклеотид (монофосфат)
Слайд 60
Deoxyribonucleic Acid (DNA)
Double-stranded helical molecule found in the
nucleus of the cell
Replicates itself before the cell divides,
ensuring genetic continuity
Provides instructions for protein synthesis
Слайд 62
Вторичная структура ДНК
Предпосылки:
Известна химическая структура ДНК
Правила Чаргаффа:
- препараты
ДНК из разных тканей одного вида имеют одинаковый нуклеотидный
состав;
- нуклеотидный состав ДНК у разных видов различен и не меняется ни с возрастом, ни с изменениями условий среды;
- в любой ДНК соотношение пуриновых нуклеотидов к пиримидиновым близко к единице:
A+G = T+C
Слайд 63
Рентгено-структурный анализ волокон ДНК
Слайд 67
Постулаты Уотсона-Крика
ДНК представляет собой правозакрученную двойную спираль
Гидрофильный сахарофосфатный
остов находится снаружи двойной спирали, контактируя с водным окружением
Фуранозное
кольцо дезоксирибозы находится в С-2’-эндо-конформации
Пуриновые и пиримидиновые основания обеих цепей расположены стопкой внутри двойной спирали близко друг к другу и почти перпендикулярно оси спирали
На поверхности спирали можно выделить большую и малую бороздки
Каждое основание одной цепи образует пару с основанием другой путем образования водородных связей; А-Т – 2 связи, G-C – 3 связи. Образование других пар дестабилизирует двойную спираль
Цепи ДНК в двойной спирали антипараллельны
Слайд 70
Ribonucleic Acid (RNA)
Single-stranded molecule found in both the
nucleus and the cytoplasm of a cell
Uses the nitrogenous
base uracil instead of thymine
Three varieties of RNA: messenger RNA, transfer RNA, and ribosomal RNA
Слайд 71
Полимерная структура РНК
Уридинмонофосфат
Слайд 72
Виды РНК прокариот
Матричные РНК (мРНК) – короткоживущие посредники
в процессе переноса информации от ДНК к белку
Рибосомные РНК
(рРНК) – компонент рибосом и рибонуклеопротеиновых частиц
Транспортные РНК (тРНК) – доставка аминокислот к рибосомам
Слайд 73
Виды РНК ЭУКАРИОТ
Гетероядерные РНК– предшественники мРНК (mRNA)
Рибосомные РНК
(rRNA) –компонент рибосом
Транспортные (tRNA) – переносят АК к
месту синтеза пептидной цепи
Малые ядерные (snRNA) – компоненты сплайсосомы и др.функции
Малые ядрышковые РНК (snoRNA) – процессинг рРНК и тРНК
МикроРНК (miRNA) – регуляторная роль
Малые интерферирующие РНК (siRNA),регуляторная роль