متفرقات

البروتين - السلوك الطيفي

السلوك الطيفي

يعتبر قياس الطيف الضوئي لمحاليل البروتين (قياس درجة امتصاص الضوء بواسطة بروتين ضمن طول موجي محدد) مفيدًا في نطاق الضوء المرئي فقط مع البروتينات التي تحتوي على مجموعات اصطناعية ملونة (المكونات غير البروتينية). ومن الأمثلة على تلك البروتينات البروتينات الحمراء الهيم من الدم ، وأصباغ الأرجواني من شبكية العين من العين ، والبروتينات الخضراء والصفراء التي تحتوي الصفراء أصباغ والبروتينات المحتوية على النحاس الأزرق، والبني الداكن البروتينات يسمى melanins. تمتص روابط الببتيد ، بسبب مجموعات الكربونيل الخاصة بها ، الطاقة الضوئية بأطوال موجية قصيرة جدًا (185-200 نانومتر). ومع ذلك ، تمتص الحلقات العطرية للفينيل ألانين والتيروزين والتربتوفان الضوء فوق البنفسجي بين أطوال موجية تبلغ 280 و 290 نانومتر. يكون امتصاص الضوء فوق البنفسجي بواسطة التربتوفان أكبر ، وامتصاص التيروزين أقل ، وامتصاص فينيل ألانين أقل. إذا كان محتوى البروتين التيروزين أو التربتوفان معروفًا ، فيمكن تحديد تركيز محلول البروتين عن طريق قياس امتصاصه بين 280 و 290 نانومتر.

النشاط البصري

تجدر الإشارة إلى أن الأحماض الأمينية ، باستثناء الجلايسين ، تظهر نشاطًا بصريًا (دوران مستوى الضوء المستقطب ؛ انظر أعلاه الخصائص الفيزيائية والكيميائية للأحماض الأمينية ). لذلك ليس من المستغرب أن تكون البروتينات نشطة بصريًا أيضًا. عادة ما تكون مستقطبة (أي أنها تقوم بتدوير مستوى الاستقطاب إلى اليسار) عند استخدام الضوء المستقطب للأطوال الموجية في النطاق المرئي. على الرغم من أن دوران محددة (وظيفة من تركيز محلول البروتين والمسافة التي يقطعها الضوء في ذلك) معظم ل -amino الأحماض يختلف من -30 درجة tο + 30 درجة، و الأحماض الأمينية يحتوي السيستين على دوران محدد يقارب 300 درجة. على الرغم من أن الدوران البصري للبروتين يعتمد على جميع الأحماض الأمينية التي يتكون منها ، فإن أهمها السيستين والأحماض الأمينية العطرية فينيل ألانين ، التيروزين ، والتربتوفان. مساهمة الأحماض الأمينية الأخرى في النشاط البصري للبروتين صغيرة بشكل مهم.

التفاعل الكيميائي للبروتينات

يمكن الحصول على معلومات عن التركيب الداخلي للبروتينات بالطرق الكيميائية التي تكشف ما إذا كانت مجموعات معينة موجودة على سطح جزيء البروتين وبالتالي قادرة على التفاعل أو ما إذا كانت مدفونة داخل سلاسل الببتيد المطوية بشكل وثيق وبالتالي فهي غير قادرة على التفاعل. يجب أن تكون الكواشف الكيميائية المستخدمة في مثل هذه التحقيقات خفيفة ولا تؤثر على بنية البروتين.

تفاعل التيروزين له أهمية خاصة. لقد وجد ، على سبيل المثال ، أن ثلاثة فقط من التيروزينات الستة الموجودة في الإنزيم الريبونوكلياز الطبيعي يمكن معالجتها باليود (أي تفاعلت لتقبل ذرة اليود ). يتم استخدام الانهيار المحفز بالإنزيم للريبونوكلياز المعالج باليود لتحديد الببتيدات التي توجد فيها التيروزينات باليود. تكمن التيروزينات الثلاثة التي يمكن معالجتها باليود على سطح نوكلياز الريبونيك. أما البقية ، التي يُفترض أن يتعذر الوصول إليها ، فيُقال إنها مدفونة في الجزيء. يمكن أيضًا تحديد التيروزين باستخدام تقنيات أخرى - على سبيل المثال ، المعالجة بمركبات الديازونيوم أو التيترانيتروميثان. نظرًا لأن المركبات المتكونة ملونة ، يمكن اكتشافها بسهولة عند تكسير البروتين بالإنزيمات.

يمكن الكشف عن السيستين عن طريق الاقتران بمركبات مثل حمض اليودوسيتيك أو اليودواسيتاميد ؛ ينتج عن التفاعل تكوين carboxymethylcysteine ​​أو carbamidomethylcysteine ​​، والذي يمكن اكتشافه عن طريق تحديد الأحماض الأمينية للببتيدات المحتوية عليها. يمكن أيضًا تحديد موقع مجموعات الإيميدازول لبعض الهيستيدينات عن طريق الاقتران بنفس الكواشف تحت ظروف مختلفة. لسوء الحظ ، يمكن تصنيف عدد قليل من الأحماض الأمينية الأخرى دون تغييرات في البنية الثانوية والثالثية للبروتين.

رابطة وحدات البروتين الفرعية

توجد العديد من البروتينات ذات الأوزان الجزيئية التي تزيد عن 50000 في المحاليل المائية على شكل معقدات: ثنائيات ، ورباعية ، وبوليمرات أعلى - أي كسلاسل مكونة من وحدتين أو أربعة أو أكثر من الوحدات الهيكلية الأساسية المتكررة. عادة ما تكون الوحدات الفرعية ، التي تسمى المونومرات أو البروتومرات ، موجودة كرقم زوجي. تم العثور على أقل من 10 في المائة من البوليمرات تحتوي على عدد فردي من المونومرات. يُعتقد أن ترتيب الوحدات الفرعية منتظم وقد يكون دوريًا أو مكعبًا أو رباعي السطوح. تحتوي بعض البروتينات الصغيرة أيضًا على وحدات فرعية. الأنسولين ، على سبيل المثال ، ذو وزن جزيئيمن حوالي 6000 ، تتكون من سلسلتين من الببتيد مرتبطة ببعضها البعض بواسطة جسور ثاني كبريتيد (―S ― S―). تم العثور على روابط ثنائي كبريتيد مماثلة في الغلوبولين المناعي. في البروتينات الأخرى ، تتسبب الروابط الهيدروجينية والروابط الكارهة للماء (الناتجة عن التفاعل بين سلاسل الأحماض الأمينية الجانبية للفالين ، والليوسين ، والإيزولوسين ، والفينيل ألانين) في تكوين مجاميع من الوحدات الفرعية. الوحدات الفرعية لبعض البروتينات متطابقة ؛ تختلف تلك الخاصة بالآخرين. الهيموغلوبين عبارة عن رباعي رباعي يتكون من سلسلتين ألفا وسلسلتين.