Сложные белки

Сложные белки – это белки, содержащие кроме полипептидной части ещё и небелковую (простетическую группу). Простетическая группа может быть связана с белковой частью как ковалентной, так и нековалентной связью.

По строению простетической группы сложные белки подразделяют на:

1. хромопротеины (простетическая группа – окрашенное вещество),

2. гликопротеины,

3. фосфопротеины,

4. липопротеины,

5. металлопротеины (чаще всего двухвалентные катионы – Cu, Fe, Co, Zn, Mg, Mn и некоторые другие),

6. нуклеопротеины.

Хромопротеины – сложные белки, состоящие из простого белка и окрашенной группы (от греч. chroma – краска). Это – неоднородная группа, включающая в себя гемопротеины (содержащие в качестве простетической группы гем с ионом железа), магний-порфирины, флавопротеины (содержащие производное изоаллоксазина, например, витамин В₂) и др. Хромопротеины играют очень важную роль в процессах жизнедеятельности – фотосинтезе (магний-порфирины), тканевом дыхании (флавопротеины и гемсодержащие цитохромы), свето- и цветовосприятии (родопсин), транспорт кислорода (гемоглобин), окислительно-восстановительные реакции и др.

Гликопротеины содержат в качестве небелкового компонента углеводы – олиго- или полисахариды, ковалентно соединенные с белком О- или N-гликозидной связью. Гликопротеинами являются многие структурные и транспортные белки, ферменты, гормоны, рецепторы и т.д. Большинство белков, расположенных на внешней поверхности животных клеток, также являются гликопротеинами. В углеводном компоненте гликопротеинов обнаружены такие моносахариды, как D-глюкоза, D-галактоза, D-манноза, N-ацетилгалактозамин, N-ацетилглюкозамин и др. Углеводный компонент придает гликопротеинам большую по сравнению с простыми белками устойчивость у различного рода физическим и химическим воздействиям, к действию протеиназ.

Фосфопротеины в качестве простетической группы содержат остаток ортофосфорной кислоты, связанный с гидроксилом серина или треонина. К фосфопротеинам относятся многие питательные белки, например, основной белок молока – казеин, который содержит также и углеводный компонент, белок яичного желтка – вителлин, икры рыб – ихтулин. Кроме того, многие ферментативные белки может существовать в фосфорилированном и дефосфорилированном виде, что является способом регуляции их активности.

К металлопротеинам относятся биополимеры, содержащие помимо белка, ионы одного или нескольких металлов. К таким белкам принадлежат, например, белки, содержащие негемовое железо – трансферрин (транспорт железа) и ферритин (запасание железа в печени, селезенке, костном мозге) и гемосидерин, биологическая роль которого изучена недостаточно. Многие ферменты также содержат ионы металлов (в основном двухвалентных) – алкогольдегидрогеназа, карбоангидраза и карбоксипептидаза – Zn²⁺, аргиназа и фосфотрансферазы – Mn²⁺ и т.д.

Липопротеины – комплекс белка с каким-либо липидом. В составе липопротеинов открыты жирные кислоты, триацилглицериды, фосфолипиды, холестерин. Липопротеины входят в состав клеточных и внутриклеточных мембран, а также в свободном виде присутствуют в плазме крови и являются транспортной формой липидов. Липидный компонент связан с белковым чаще всего посредством нековалентных сил различной природы и гидрофобными взаимодействиями.

Нуклеопротеины состоят из белков осн′овного характера (гистонов) и нуклеиновых кислот – рибо- (РНК) и дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК). Функциями нуклеопротеинов являются хранение наследственной информации (ДНК), передача и реализация наследственной информации (РНК). Различают несколько типов рибонуклеопротеинов – информационную РНК, копирующую генетическую информацию с участка ДНК (гена), транспортную РНК, переносящую аминокислоты к месту синтеза белка и встраивающую ее на соответствующее место в полипептидной цепи, и рибосомную РНК, входящую в состав рибосом, на которых осуществляется синтез белка.

Нуклеопротеины были открыты в 1869 г. Фридериком Мишером. Пристутствуют во всех частях клетки.

Нуклеопротеины
Белок (протамин или гистон)	Полинуклеотид
		РНК	ДНК

Соотношение белка и простетической группы 3: 1 – 1: 3.

Функции нуклеопротеинов в клетке:

– структурная,

– хранение, передача и реализация наследственной информации,

– специфическая (вследствие биологической активности).

Белок, входящий в состав НП, основного характера; связь между частями ионная:

Обе части существуют в клетке практически только вместе, защищая друг друга.

Существует два вида нуклеиновых кислот – дезоксирибонуклеиновые (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК). Структурной единицей НК является мононуклеотид, который состоит из:

1. азотистого основания – пуринового (аденин – А и гуанин – Г) или пиримидинового (цитозин – Ц, тимин – Т и урацил – У); существуют также минорные (модифицированные) азотистые основания – гидроксилированные, метилированные, гидрированные формы;

2. пентозы (рибозы или дезоксирибозы): азотистое основание + пентоза = нуклеозид;

3. остаток фосфорной кислоты:

Нуклеотиды соединены между собой фосфодиэфирной связью:

Первичная структура ДНК и РНК – линейная последовательность мононуклеотидов, различается химическим составом по пентозам (дезоксирибоза или рибоза) и азотистым основаниям – в РНК урацил, а в ДНК – тимин. ДНК преимущественно локализованы в ядре, а РНК – в цитоплазме. Дезоксирибонуклепротеины открыты также в митохондриях, а в ядрах и ядрышках обнаружены также высокомолекулярные РНК.

Дезоксирибонуклеиновая кислота является двухнитчатой структурой, закрученной в правовращающую спираль. Рибонуклеиновые кислоты – одноцепочечные образования различной длины. Белки, входящие в состав нуклеопротеинов, являются низкомолекулярными (до 15000-20000 Да), сильно основными и называются гистонами. Существует несколько типов гистонов, различающихся аминокислотным составом (Н1, Н2А, Н2В, Н3, Н4).

Биологическая функция ДНК заключается в хранении генетической информации: в последовательностях мононуклеотидов определенным образом записана информация о первичной структуре всех белков живого организма. В процессах реализации наследственной информации участвуют рибонуклеопротеины – информационная (матричная) РНК (на которую копируется генетическая информация с ДНК), транспортная РНК (доставляющая аминокислоты к месту синтеза белка) и рибосомная РНК (формирующая рибосому и участвующая в синтезе белка).

.