Лекции по биохимии

Биологическая химия
является наукой, которая изучает химический состав и превращения веществ в организме, а также устанавливает связь между данными превращениями и физиологическими процессами в органах и тканях.

-ОН
-ОН
-ОН
-ОН
-О-
-ОН
J
J
J
J
J
J
J
J
-О-
-ОН
J
J
J
J
-О-
-ОН
J
J
J
Лекарства
Этапы развития болезни
этап 1
этап 2
этап 3

Визуальное и клиническое обследование
Предваритель ный диагноз
Уточнение диагноза
Контроль качества лечения
Окончатель ный диагноз Контроль выздоров ления
Первичные анализы
Специализи рованые анализы
Контрольные анализы
Лечебные действия
Корректировка лечения
Лабораторная диагностика в лечебном процессе

Роль биохимии в медицине
Дает возможность установить причину, вызывающую болезнь;
Позволяет понять закономерности, лежащие в основе протекания болезни;
Определяет конкретные места нарушений обменных процессов, вызывающих болезнь;
С помощью биохимических методик можно количественно оценить тяжесть данных нарушений;

Роль биохимии в медицине
С помощью веществ (лекарств) можно устранить нарушения и восстановить нормальное протекание химических процессов у больного;
С помощью биохимических анализов оценивается эффективность лечения и срок завершения лечения больного.

Разделы биохимии:
1. Статическая биохимия
2. Динамическая биохимия
3. Функциональная биохимия

Статическая биохимия – изучает химический состав живых организмов;
Динамическая биохимия – изучает превращения химических веществ;
Функциональная биохимия – изучает связь между биохимическими превращениями и физиологическими процессами в организме.

Разделы динамической биохимии
Обмен углеводов
Обмен липидов
Обмен белков
Минераль-ный обмен
Энергетичес-кий обмен

Тема № 1
Строение и свойства белков

Роль белков в организме
Структурная
Каталитическая
Транспортная
Регуляторная
Защитная
Гомеостатическая
Депонирующая
Функциональная

Уровни организации белковой молекулы
Первичная структура
Вторичная структура
Третичная структура
Четвертичная структура

Под первичной структурой белка понимают порядок соединения аминокислот в полипептидной цепи

Строение аминокислоты
H-N–CH– C = O
|
R
ОН
карбоксильная группа
аминогруппа
α
Н

Свойство карбоксильной группы
H-N–CH– C = O
|
R
О··Н
Н
Пара электронов, соединяющие атом кислорода с водородом

Диссоциация карбоксильной группы на протон (Н+) и остаток кислоты (анион)
H2N–CH– C = O
|
R
О·· + Н+
оставшийся электрон, придает кислороду отрицательный заряд
протон

протон (Н+) присоединяется к атому азота аминогруппы
H2N–CH– C = O
|
R
О Н+
протон

Присоединение частицы (Н+), не имеющего электрона, создает на атоме азота положительный заряд H2N+ –CH– C = O
|
R
О
Н

H2N–CH– COОН
|
R
В каком состоянии находится аминокислота - в виде сухого порошка или в растворе?

Аминокислота в водной среде имеет положительный и отрицательный заряды
H3N+ –CH – COО
|
R

Строение некоторых аминокислот
H2N–CH–COOH H2N–CH–COOH H2N–CH–COOH
| | |
СН3 СН2–ОН СН2–SН
аланин (АЛА) серин (СЕР) цистеин (ЦИС)
H2N–CH–COOH H2N–CH–COOH H2N–CH–COOH
| | |
CH2 CH2 CH2
| | |
CH2 CH2
| |
COOH CH2
|
CH2–NH2
глутаминовая
кислота (ГЛУ)
лизин (ЛИЗ)
фенилаланин
(ФЕН)

Классификация аминокислот
1. Моноаминомонокарбоновые
2. Моноаминодикарбоновые
3. Диаминомонокарбоновые
4. Серусодержащие
5. Имеющие спиртовую группу
6. Циклические

Соединение аминокислот друг с другом
О О
H2N–CH–C–OH H-N–CH–C–OH
| + H |
СН3 СН2–ОН
О О
H2N–CH–C ––– N–CH–C–OH + H2O
| H |
СН3 СН2–ОН

H2N–CH–CO
R
HN–CH–COOH
R
дипептид
Главное свойство аминокислот - образование пептидов и полипептидов

Вторичная структура белка
альфа-спираль бета-структура

Альфа- бета- структуры белка
0,54 нм
С
N
CH
O C
N
CH
C
N
CH
O
H
R
H
R
O
H
R
фрагмент коллагена

Третичная структура белка

Строение молекулы инсулина
Пептид В
Пептид А

Связи, стабилизирующие третичную структуру белка
фен
вал
тир
сер
NH3+
ЛИЗ
ГЛУ
ЦИС
ЦИС
--s-s-
-NH2
ГИДРОФОБНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
ВОДОРОДНЫЕ
СВЯЗИ
ДИСУЛЬФИДНЫЕ СВЯЗИ
ИОННЫЕ СВЯЗИ
ООС
Н

фен
вал
тир
сер
NH3+
ЛИЗ
ГЛУ
ЦИС
ЦИС
-sН Нs-
-NH2
ООС
Нагревание белка до 100о С

Денатурация белка
tо

Четвертичная структура белка
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N

Кооперативные изменения конформации протомеров гемоглобина при присоединении О2
О2--
--О2
О2--
О2
О2
Венозная кровь артериальная кровь
легкие
О2
О2--
--О2

Изменение конформации протомеров гемоглобина при отдаче О2 тканям
О2
О2
артериальная кровь венозная кровь
О2
О2
--О2
О2--
О2--
--О2
--О2

Субъединичные структуры глутаминсинтетазы
вид сбоку вид сверху

Свойства белков
Имеют заряды (положительные и отрицательные)
Имеют разную растворимость в воде
Способны выпадать в осадок
Имеют гидратную оболочку
Способны менять форму молекулы
Способны взаимодействовать между собой (принцип узнавания)

Белки сыворотки крови

Отрицательные заряды создают глутаминовая и аспарагиновая кислоты.
Положительные заряды создают лизин, аргинин и гистидин.
Белки имеют заряд

Радикалы аминокислот
H2N–CH–COOH H2N–CH–COOH H2N–CH–COOH
| | |
СН3 СН2–ОН СН2–SН
аланин (Ала) серин (Сер) цистеин (Цис)
H2N–CH–COOH H2N–CH–COOH H2N–CH–COOH
| | |
CH2 CH2 CH2
| | |
CH2 CH2
| |
COO CH2
|
CH2–NH3+
глутаминовая
кислота (Глу)
лизин (Лиз)
фенилаланин
(Фен)

Диссоциация глутаминовой кислоты в воде
---HN–CH–CO---
|
CH2
|
CH2
|
COO
Н+
+
Кислая среда
Н
--- HN–CH–CO---
|
CH2
|
CH2
|
COO

Свойство лизина
---HN–CH–CO---
|
CH2
|
CH2
| СН2
|
СН2-NН2
Н+ + ОН-
+
---HN–CH–CO---
|
CH2
|
CH2 + ОН-
|
СН2
|
СН2-NН3+
Н2О
Щелочная среда

--- HN–CH–CO---
|
CH
CH3 CH3
Аминокислота валин
Нейтральная среда

Влияние кислотности среды на заряд белка
белок
--СООН
--NH2
Растворение в воде
--NH3+
--СОО
--СОО
--NH3+
избыток Н +
--NH3+
--СООН
--СОО
--NH3+
избыток ОН --
--СОО
--NH2
+ Н2О
+
ГЛУ
ГЛУ
ГЛУ
ГЛУ
ГЛУ
ГЛУ
ЛИЗ
ЛИЗ
ЛИЗ
ЛИЗ
ЛИЗ
ЛИЗ
Кислая среда
Щелочная среда

Движение белков в электрическом поле (электрофорез)
АНОД КАТОД
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
старт
-
-
-
-
-

Движение белков в электрическом поле (электрофорез)
АНОД КАТОД
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
старт
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
сыворотка крови

Движение белков в электрическом поле (электрофорез)
АНОД КАТОД
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
старт
-
-
-
-
-

Движение белков в электрическом поле (электрофорез)
АНОД КАТОД
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
старт
-
-
-
-
-

Движение белков в электрическом поле (электрофорез)
АНОД КАТОД
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
старт
-
-
-
-
-

Движение белков в электрическом поле (электрофорез)
АНОД КАТОД
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
старт
-
-
-
-
-

Движение белков в электрическом поле (электрофорез)
АНОД КАТОД
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
старт
-
-
-
-
-

Движение белков в электрическом поле (электрофорез)
АНОД КАТОД
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
старт
-
-
-
-
-

Электрофорез сыворотки крови
+
-
старт
денситограмма
альбумины
альфа-1- бета- гамма - глобулины
альфа-2
сыворотка крови

Роль аминокислот, содержащих гидрофобные радикалы (аланин, валин, лейцин, изолейцин, фенилаланин, тирозин)

Гидрофобные радикалы аминокислот
H2N–CH–COOH H2N–CH–COOH H2N–CH–COOH
| | |
СН3 СН2–ОН СН2–SН
аланин (АЛА) серин (СЕР) цистеин (ЦИС)
H2N–CH–COOH H2N–CH–COOH H2N–CH–COOH
| | |
CH2 CH2 CH2
| | |
CH2 CH2
| |
COOH CH2
|
CH2–NH2
глутаминовая
кислота (ГЛУ)
лизин (ЛИЗ)
фенилаланин
(ФЕН)

Строение гидрофильных
и гидрофобных белков
-ОН
-СОО-
-NH2
-NH2
-OOC-
НО-
-
-СН3
-СН3
Н3С-
-
-
-
-
мембрана
Н3С-
-СН3
-СН3
- -
-
-
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Гидрофильная поверхность белка
Гидрофобная поверхность белка

Протеинопатии
Серповидно-клеточная анемия
нормальный эритроцит анемия

глутаминовая кислота
валин
мутация

Высаливание белков
(NH4)2SO4
Гидратная оболочка
Гидратная оболочка

Классификация белков
Простые белки
( состоят только из аминокислот)
Сложные белки
(в состав белка входят различные вещества –углеводы, липиды, нуклеотиды, металлы, витамины и др.)

Простые и сложные белки
ГЕМ
альбумин
миоглобин

Простые белки
Альбумины
Глобулины
Протамины
Гистоны
Глютелины
Проламины

Схема строения альбумина
Гидрофобная площадка
-СОО-
-СОО-
-СОО-
-СОО-
Са2+
Са2+
+Н3N-
+Н3N-
+Н3N-

Роль альбумина
Запасной источник аминокислот
Компонент буферной системы
Осмотически активный белок
Переносчик жирных кислот
Переносчик жирорастворимых витаминов
Переносчик жирорастворимых гормонов
Са-связывающий белок в сыворотке крови

глобулины

γ - глобулиновая фракция сыворотки крови
Содержит иммунные глобулины (IgA; IgЕ; IgМ; IgD; IgG).

α1-глобулины
α2-глобулины
β - глобулины
γ - глобулины

Основной функцией сывороточного IgA является обеспечение местного иммуните­та, защита дыхательных, мочеполовых путей и желудочно-кишечного тракта от инфекций.
γ - глобулины

Протамины и гистоны

Роль гистонов в структуре ДНК
гистоны
Цепь ДНК
нуклеосома

Кислотность ДНК в хромосоме нейтрализуется щелочным характером щелочно-реагирующих аминокислот: лизина, аргинина и гистидина.
Кислота (ДНК)
Осно-вание
арг; лиз, гис
Кислота (ДНК)

Роль протаминов и гистонов
Факторы укорочения полинуклеотидной цепи
Нейтрализуют кислотность ДНК
Являются регуляторами транскрипции (места нуклеосом являются заблокированными)

Проламины и глютелины
– белки растительного происхождения

Сложные белки
Нуклеопротеины
Липопротеины
Хромопротеины
Фосфопротеины
Гликопротеины
Белки-ферменты

Строение нуклеопротеинов

нуклеиновая кислоты
дезоксирибонуклеотиды рибонуклеотиды
ДНК РНК
дАМФ, дГМФ АМФ, ГМФ
дТМФ, дЦМФ УМФ, ЦМФ
азотистое основание
пентоза рибоза или дезоксирибоза
остаток фосфорной кислоты
аденин, гуанин, тимин, урацил цитозин

он он
NН2
Р
О
А
он он
NН2
О
А
он
нуклеотид
нуклеозид

N
N N
NH2
N
Строение нуклеотида
О СН2- О – Р- ОН
ОH ОН
О
ОН
Аденозинмонофосфорная кислота (АМФ)

он он
NН2
Р
О
А
он он
NН2
Р
О
А
Р
он он
NН2
Р
О
А
Р
Р
АМФ
АДФ
АТФ

азотистое название основание нуклеозида
Аденин аденозин
Гуанин гуанозин
Тимин тимидин
Урацил уридин
Цитозин цитидин
аденозин монофосфат
гуанозин моно фосфат
тимидин моно фосфат
уридин моно фосфат
цитидин моно фосфат
Название нуклеотида
Правила названия нуклеотидов

О СН2-О – Р =О
ОН
О СН2-О – Р =О
Н О
ОН
О СН2-О – Р= О
H О
ОН
H О
А
Т
Ц
первичная структура ДНК

Двойная спираль ДНК (вторичная структура)
O
NH2
N
N
N
N
NH-
N
A
T
H3C -
O
N
N
N
N
NH2
N
NH2
NH-
O
Ц
Г

Третичная структура ДНК
гистоны
Цепь ДНК
нуклеосома

Укладка длинной цепи ДНК в хроматиновые нити

Регуляторные участки ДНК
промотор оператор структурный ген
полимераза (необходима для синтеза копии ДНК или и-РНК)
репрессор (блокирует синтез ДНК или и-РНК)
содержит информацию о строении белка

Этап инициации транскрипции. Удаление репрессора.
комплекс ферментов
гормон

Начало процесса транскрипции
комплекс ферментов

Транскрипция гена

Транскрипция гена

Транскрипция гена

Транскрипция гена

Транскрипция гена
ДНК

Транскрипция гена
ДНК

Транскрипция гена
и-РНК
ДНК

А-А-А-А- - -А-А-А-А
сар
полиадениловый «хвост»
Присоединение к информативной части и-РНК контактного участка «сар» и «полиаденилового хвоста».

А-А-А-А- - -А-А-А-А
Завершение синтеза и-РНК
сар

О СН2-О – Р=О
ОН
О СН2-О – Р=О
ОН О
ОН
О СН2-О – Р= О ОH О
ОН
ОH О
А
У
Ц
первичная структура РНК

Задача -1
Сколько нуклеотидов содержит информативная часть и-РНК, кодирующая белок, состоящий из 100 аминокислот?

Задача-2
Кто читает информацию, заключенную в и-РНК?

Строение т-РНК
Ц
Ц
А
антикодон
акцепторный участок
У-А-Ц

Взаимодействие кодона с антикодоном
кодон кодон кодон кодон
-А-Ц-Г-А-У-Г-А-У-Ц-Г-А-У-А-Ц-Г- - - - - и-РНК
У-А-Ц
ЦЦА
-аминокислота
рибосома

18 s РНК
28 s РНК
рибосомальные РНК

Строение липопротеинов

Клиссификация липидов
триацил-
глицерины
(жиры)
Фосфолипиды Гликолипиды Стериды
Сложные
Простые

О
СН2 – О – С – С17Н35
О СН – О– С – С15Н31
О
СН2 – О – С – С17Н31
триацилглицерин

С15Н31 СООН – пальмитиновая кислота
С17Н35 СООН – стеариновая кислота
С17Н33 СООН – олеиновая кислота
С17Н31 СООН – линолевая кислота
С17Н29 СООН – линоленовая кислота С19Н31 СООН – арахидоновая кислота
Формулы высших жирных кислот

Н3С- СН2-СН2-СН2= СН2-СН2-СН2= СН2-СН2-СН2- СН2-СН2-СН2- СН2-СН2-СООН
16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
Двойные связи в линолевой кислоте
С17Н31 СООН линолевая непредельная кислота
С17Н35 СООН стеариновая предельная кислота

Непредельные высшие кислоты не синтезируются в организме человека. Поэтому люди испытывают необходимость ежедневного приема ненасыщенных жирных кислот с продуктами питания (жидкие масла)

ХИМИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ФОСФОЛИПИДА
гидрофильная часть гидрофобная часть молекулы
(остатки двух жирных кислот) О
N+ СН2-О-С СН3
СН2 О
СН2 СН -О- С СН3
О
-О-Р-О СН2
О
СН3 СН3 СН3
холин

Строение фосфолипидной молекулы
гидрофильная часть гидрофообная часть

Гидрофобные белки мембран клеток

СН3
СН3
СН3
СН3
СН3
НО
ХОЛЕСТЕРИН

СН3
СН3
СН3
СН3
СН3
С17Н31
С=О
О
ЭФИР ХОЛЕСТЕРИНА

ЛИПОПРОТЕИдЫ – КОМПЛЕКС ЛИПИДОВ И ОСОБЫХ БЕЛКОВ – АПОПРОТЕИНОВ
АПОПРОТЕИНЫ
холестерин
фосфолипиды
ГИДРОФИЛЬНАЯ
ПОВЕРХНОСТЬ
триглицериды

Сравнительные размеры липопротеидов крови
Хиломикроны (состоят из триглицеридов)
ЛПОНП (состоят из холестерина и триглицеридов)
ЛПНП (состоят из холестерина)
ЛПВП (состоят из холестерина)
рассеивают свет
не рассеивают свет

Липопротеиды крови

Строение хромопротеинов

Примеры белков хромопротеинов
миоглобин
гемоглобин
цитохромы

Молекула миоглобина
N
N
N
N

Молекула гемоглобина
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N

Строение оксигемоглобина
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
О2
О2
О2
О2

Присоединение гема к глобину
N
N
N
N
Fe2+
ГИС
ГИС

Присоединение кислорода к гему гемоглобина
N
N
N
N
Fe2+
ГИС
ГИС
О2

Кооперативные изменения конформации протомеров гемоглобина при присоединении О2
--О2
--О2
3О2
О2
венозная кровь артериальная кровь

Изменение конформации протомеров гемоглобина при отдаче О2 тканям
О2
О2
артериальная кровь венозная кровь
О2
О2
--О2
О2--
О2--
--О2
--О2

Карбоксигемоглобин
N
N
N
N
Fe2+
ГИС
СО

Метгемоглобин
N
N
N
N
Fe3+
ГИС
ОН

Гликопротеины (преобладает белковая часть)
Протеогликаны
(преобладает углеводный компонент)

углеводы
моносахариды дисахариды полисахариды
альдозы кетозы гомополисахариды
гетерополисахариды
триозы пентозы гексозы
глицериновый рибоза глюкоза крахмал гиалуроновая к-та
альдегид дезоксирибоза фруктоза гликоген хондроитинсульфаты
диоксиацетон ксилоза галактоза клетчатка дерматансульфаты
ксилулеза гепарин
сахароза
лактоза

Н
С=О
Н-С-ОН
СН2ОН
СН2ОН
С=О
СН2ОН
СН3
С=О
СН2ОН
Н
С=О Н-С-Н
СН2ОН
Есть ли среди представленных веществ углеводы ?

Н
С=О
Н-С-ОН
СН2ОН
СН2ОН
С=О
СН2ОН
диоксиацетон
глицериновый альдегид
формулы триоз

Н
С= О
Н- С -ОН
НО-С-Н
H-C-ОН
СН2ОН
Н
С= О
Н-С-ОН
Н-С-ОН
H-C-ОН
СН2ОН
Н
С= О
Н-С– Н
Н-С-ОН
H-C-ОН
СН2ОН
Н
С= О
Н- С -ОН
НО-С-Н
HО-C-Н
СН2ОН
ксилоза арабиноза рибоза дезоксирибоза
формулы пентоз

Н
С=О
Н-С-ОН
HO-С-Н
Н-С-ОН
H-C-OH
СН2ОН
СН2ОН
С = О НО-С-Н
Н-С-ОН
Н-С-ОН
СН2ОН
Н
С=О
Н-С-ОН
HO-С-Н
НО-С-Н
H-C-OH
СН2ОН
Представители гексоз
глюкоза фруктоза галактоза

СН3 – С = О
Н
н-о-сн3
δ-
δ+
δ-
δ+
СН3 – С
-о-сн3
Н
ОН
полуацетальный гидроксил
полуацеталь
Схема образования полуацеталя

С = О
СН2ОН
ОН
Н
ОН
ОН
ОН
О
СН2ОН
ОН
ОН
ОН
ОН
Н
Н
Н
Н
1
2
3
4
5
6
Образование полуацетальной формы глюкозы (по ХЕУОРЗУ)
α - форма

Н
С=О
Н-С-ОН
HO-С-Н
Н-С-ОН
H-C-OH
СН2ОН
Н
С ОН
Н-С-ОН
HO-С-Н
Н-С-ОН
H-C
СН2ОН
О
Образование полуацетальной формы глюкозы
полуацеталь-ный гидроксил
альдегидная форма полуацетальная форма

О
СН2ОН
ОН
ОН
ОН
ОН
β – форма глюкозы
О
СН2ОН
ОН
ОН
ОН
ОН
α - форма

СН2ОН
С = О
HO-С-Н
Н-С-ОН
H-C-OH
СН2ОН
СН2ОН
С
HO-С-Н
Н-С-ОН
H-C
СН2ОН
О
Образование полуацетальной формы фруктозы
полуацеталь-ный гидроксил
кетонная форма полуацетальная форма
ОН

CH2ОН
О
CH2ОН
ОН
ОН
ОН
ОН
полуацетальная форма фруктозы по ХЕУОРЗУ
α - форма

CH2ОН
О
CH2ОН
ОН
ОН
ОН
ОН
полуацетальная форма фруктозы по ХЕУОРЗУ
β - форма

CH2ОН
ОН ОН
О
ОН
β – форма рибозы
1
2
3
4
5

CH2ОН
Н ОН
О
ОН
β – форма дезоксирибозы
1
2
3
4
5

Н
С=О
Н-С-ОН
HO-С-Н
Н-С-ОН
H-C-OH
СН2ОН
СООН
Н-С-ОН
HO-С-Н
Н-С-ОН
H-C-OH
СН2ОН
Аg2O, t
+ Ag
глюкоза глюконовая кислота
окисление альдегидной группы в углеводах

Н
С=О
Н-С-ОН
HO-С-Н
Н-С-ОН
H-C-OH
СН2ОН
глюкоза глюкуроновая кислота
окисление спиртовой группы в углеводах
Н
С=О
Н-С-ОН
HO-С-Н
Н-С-ОН
H-C-OH
СООН
[О], кат.

Н
С=О
Н-С-ОН
HO-С-Н
Н-С-ОН
H-C-OH
ОН
СН2О –Р = О
ОН
СН2ОН
С = О
НО-С-Н
Н-С-ОН
Н-С-ОН
ОН
СН2О – Р = О
ОН
фосфорные эфиры гексоз
глюкозо-6-фосфат фруктозо-6-фосфат

О
СН3
ОН
ОН
ОН
ОН
О
СН2ОН
ОН
ОН
ОН
ОН
О
СН2ОН
ОН
ОН
NH
С=О
сн3
ОН
фукоза
Ацетил-глюкоз-амин
глюкоза
Углеводы гликопротеинов

СООН
Н-С
СН2
Н-С-ОН
СН3-С-НN - С-Н
Н-С
Н-С-ОН
Н-С-ОН
СН2ОН
О
О
сиаловая кислота
Углеводы гликопротеидов

Строение гликопротеина
Фукоза
Фукоза
Фукоза
Ацетилглюкозамин
Ацетилглюкозамин
Ацетилглюкозамин

Роль углеводного компонента в гликопротеинах
Стабилизирует молекулу белка;
Защищает белок от протеолиза (расщепления ферментами);

Протеогликаны
Преобладает углеводный компонент
Состоит из белка и гетерополисахарида

сн2он сн2он
он он
о о о
он он n
фрагмент крахмала (гомополисахарид)
остаток α-глюкозы
остаток α-глюкозы
О.
О.

сн2он сн2он
он он
он он
n
Строение целлюлозы (гомополисахарид)
О
О
О
остаток β -глюкозы
остаток β -глюкозы

COOH СН2ОН
он
он NH
n
Строение фрагмента гиалуроновой кислоты (гетерополисахарид)
О
О
О
C=OCH3
глюкуроновая к-та
Ацетилглюкозамин
НО
О
О

COOH СН2OSO3H
он
он NH
n
Строение фрагмента хондроитинсульфата (гетерополисахарид)
О
О
О
C=OCH3
глюкуроновая к-та
ацетилглюкозаминсульфат
НО
О
О

Строение протеогликана
гиалуроновая кислота
связывающие белки
сердцевинный белок
хондроитинсульфат

Роль протеогликанов в организме человека
Повышает прочность оболочек клеток (плазматической мембраны);
Проявляет свойство универсального клея. В виде аморфного вещества упрочняет костную и соединительную ткань;
Является главным смазочным материалом суставных поверхностей;
В виде слизей покрывает поверхность эпителия желудка и кишечника от разрушения протеолитическими ферментами.

Гликокалекс в мембране клеток
мембрана
Белки мембран

Защита эпителиальных клеток полисахаридным слоем
Слизистая оболочка стенки желудка

Дефект слизистой оболочки при язвенной болезни желудка

Фосфопротеины

-О-Р=О
О
О
-О-Р=О
О
О
-О-Р=О
О
О
-О-Р=О
О
О
О=Р--
О
О
О=Р--
О
О
О=Р--
О
О
Строение фосфопротеина

--- CO-HN–CH–CO-НN ----
|
СН2–ОН
НО-Р-О
О
О
полипептидная цепь
серин

--- CO-HN–CH–CO-НN ----
|
СН2
О-Р-О
О
О
полипептидная цепь
+ Н2О

-О-Р=О
О
О
-О-Р=О
О
О
-О-Р=О
О
О
-О-Р=О
О
О
О=Р- О
О
О=Р-О
О
О=Р-О
О
Строение Са-фосфопротеина
Са2+
Са2+
Са2+
Са2+
Са2+
Са2+
Са2+