Въпроси и задачи
1. Образуване на завои и вътрешноверижни напречни връзки в полипептидни вериги.
Посочете къде са възможни огъвания или огъвания на веригата в полипептида по-долу. Където могат да се образуват вътрешноверижни дисулфидни омрежвания?
2. Местоположение на специфични аминокиселини в глобуларните протеини. Въз основа на данните от рентгеновия дифракционен анализ на миоглобина и други едноверижни глобуларни протеини с малък размер, бяха направени редица обобщения по отношение на сгъването на полипептидни вериги от разтворими протеини. Въз основа на тези обобщения посочете най-вероятното местоположение (вътре или на повърхността на нативната глобуларна протеинова молекула) на аминокиселинните остатъци на аспарагинова киселина, левцин, серин и валин. глутамин и лизин. Обяснете отговора си.
3. Образуване на функциониращи протеини от струнни полимери. Протеинът има биологична активност само ако има правилната триизмерна структура. Синтезът на протеини се основава на информация, съдържаща се в линейна, т.е. едномерна ДНК кодираща последователност. В съответствие с тази информация рибозомите сглобяват линейна, едномерна аминокиселинна последователност. Имайки предвид тези факти, обяснете как биологично активните протеини със специфична триизмерна структура могат да се образуват в клетките. Моля, предоставете някои експериментални данни в подкрепа на вашето обяснение.
4. Дисулфидно омрежване и сгъване на протеиновата полипептидна верига. Гинотезата, че естеството на сгъването на полипептидната верига на протеин (т.е. неговите вторични и третични структури) се определя от неговата линейна аминокиселинна последователност, може да бъде проверена, като се позволи на разгънатите протеинови молекули да се сгънат спонтанно отново. След определяне на биологичната активност на протеин преди разгъването на неговите вериги и след тяхното сгъване (ренатурация), е възможно да се изчисли делът на протеиновите молекули, които са се върнали в своето първоначално състояние. Например, рибонуклеазата е напълно развита след прекъсване на четирите си дисулфидни напречни връзки и последващо третиране с 8 M карбамид. Ако след това премахнете уреята чрез диализа и създадете подходящи условия за образуване на нови дисулфидни омрежи, тогава активността на рибонуклеазата се възстановява с 95-100%. Схемата на този експеримент е показана на фиг. 8-8. По-долу са резултатите от подобни експерименти за ренатурация на други протеини:
а) Ако образуването на четири дисулфидни напречни връзки по време на сгъването на рибонуклеазната верига се случи в резултат на напълно случайно взаимодействие на цистеинови остатъци, тогава би се очаквало, че активността на ензима след ренатурацията ще бъде само 1% от първоначалната дейност. Защо би била толкова ниска?
б) Активността на рибонуклеаза, лизозим и алкална фосфатаза, която се възстановява след ренатурацията на тези протеини, е много по-висока от тази. което би се очаквало въз основа на предположението за случайно образуване на дисулфидни напречни връзки. Обяснете това наблюдение.
в) Един от изброените в таблицата протеини, а именно инсулинът, се различава ясно от всички останали.
Наблюдаваната активност на инсулина след ренатурацията му се оказва много ниска и практически съвпада с активността, предсказана при допускане на случайно образуване на дисулфидни връзки. Какво може да се каже за естествената структура на инсулина въз основа на това наблюдение? Опитайте се да си представите как се формира естествената структура на инсулина.
5. Броят на полипептидните вериги в олигомерния протеин. Определено количество (660 mg) от олигомерния протеин с молекулно тегло 132 000 се третира с излишък от 2,4-динитрофлуорбензен в слабо алкална среда до края на химичната реакция. След това пептидните връзки на протеина бяха подложени на пълна хидролиза чрез нагряване на протеина в присъствието на концентриран . Хидролизатът съдържа 5,5 mg от следното съединение:
Няма други 2,4-динитрофенилови производни, образувани при взаимодействие с -аминогрупи на аминокиселини, не е намерена.