БИОХИМИЯ ЗЕРНА


   

§ 8. Классификация белков

  

 

Рациональной химической классификации белков пока не существует. В основу наиболее распространенной системы классификации положены два принципа: степень, сложности и характер растворимости. По сложности строения белки разделяют на две большие группы — протеины (простые белки) и протеиды (сложные белки). Часть азота входит в состав небелковых соединений.

Протеины — белки, дающие при гидролитическом расщеплении только аминокислоты. Это запасные, скелетные (опорные) и ферментные белки. При изучении протеинов (растительных белков) используют метод извлечения их фракций по растворимости (альбумины, глобулины, проламины и глютелины), предложенный американским исследователем Осборном.

Альбумины растворяются в воде, их можно выделить из раствора в виде сгустка денатурированного белка при кипячении. Из водных растворов альбумины осаждают также высаливанием при насыщении солями (сульфатом аммония и др.). Альбуминный комплекс зерна в основном состоит из ферментов.

Глобулины растворяются в водных растворах различных солей (применяют обычно 5... 10%-ный раствор NaCl). В чистой воде они нерастворимы. Для выделения глобулина из солевого раствора применяют диализ с помощью полупроницаемых мембран или разбавляют большим количеством воды. Глобулины составляют большую часть семян бобовых культур.

Проламины — наиболее характерные белки для зерна большинства злаковых культур. Они растворяются в 60 ...80%-ном растворе этанола. К проламинам относят глиадин из зерна пшеницы и ржи (составная часть клейковины), гордеин — ячменя, зеин — кукурузы, авенин — овса.

Глютелины растворяются в растворах щелочей (0,1...0,2%). Они мало изучены, так как их трудно выделить в чистом виде. Наиболее изучены глютелин зерна пшеницы (составная часть клейковины), оризенин риса и глютелин кукурузы. Разделение протеинов по растворимости носит условный характер,

Современными методами установлена гетерогенность каждой из названных белковых фракций. Каждая из них состоит из нескольких, во многих случаях из многих десятков различных белков, имеющих некоторые общие свойства.

Протеиды (сложные белки). Так н«ааывают вещества, состоящие из белка и соединения небелковой природы — простетяче- ской группы. По химической природе такие соединения подразделяют на липопротеиды, хромопротеиды, гликопротеиды и нуклеопротеиды.

Липопротеиды, кроме белка, содержат липиды. Липопротеиды в большом количестве входят в состав пластид растительной клетки (хлоропласта), содержатся в протоплазме, особенно в мембранах. Хромопротеиды — разнообразная группа, в которую входит гемоглобин крови. В гемоглобине белок глобин связан со сложным азотистым соединением, содержащим железо. Это соединение является простетической группой и называется гемом. Гликопротеиды играют важную роль в построении протоплазмы. Они содержат различные углеводы.

Нуклеопротеиды имеют огромное значение в наследственности. Высоко содержание нуклеопротеидов в зародыше зерна. В нуклеопротеидах белок связан с нуклеиновыми кислотами. Нуклеиновые кислоты наряду с белками относят к наиболее важным биополимерам, образующим протоплазму живой клетки. Нуклеиновые кислоты представляют собой высокомолекулярные органические кислоты, растворяющиеся в щелочных растворах и осаждающиеся при подкислении.

При гидролизе нуклеиновые кислоты распадаются на пури- новые основания, пиримидиновые основания, сахара и фосфорную кислоту. В состав нуклеиновых кислот входят пуриновые основания аденин и гуанин.

Дезоксирибоза получается из рибозы восстановлением у второго углеродного атома, у которого гидроксильная группа заменена атомом водорода (отсюда название дезоксирибоза). Цифра два, входящая в название дезоксирибозы, указывает, что восстановление произошло у второго атома углерода. Различают два типа нуклеиновых кислот. Первый тип носит название дезоксирибонуклеиновой кислоты (сокращенно ДНК). Особенность химической природы ДНК в том, что она содерзкит p-D- 2-дезоксирибозу и пиримидиновое основание тимин.

Второй тип называется рибонуклеиновой кислотой (РНК). В ее составе p-D-рибоза и пиримидиновое основание урацил. Рибонуклеиновая кислота содержится в цитоплазме и ядре, а дезоксирибонуклеиновая — в ядрах клеток и в небольшом количестве в хлоропластах и митохондриях. Один из важнейших структурных элементов ядра клетки — хромосомы. Эти структуры, состоящие из белка и ДНК, — носители наследственной информации клетки. В ходе клеточного деления — митоза — число хромосом в ней удваивается, и образующиеся дочерние клетки получают по полному их набору.

Число хромосом в клетках данного организма и данного вида постоянно. Например, клетки мягкой пшеницы имеют 42 хромосомы, ржи—14, человека — 46 и т. д. В хромосомах различают специфические участки молекулы ДНК, называемые генами — единицами наследственности. Роль гена выражается в том, что в нем закодирован тот или иной специфический приз- , нак организма.

В 1953 г. Дж. Уотсоном и Ф. Криком предложена структурная модель ДНК (двойная спираль). Это открытие — крупнейшее достижение науки нашего времени. Оно ознаменовало новый этап в развитии биологии, поставило все представления генетиков на прочную молекулярную основу, объяснило многие до сих пор непонятные явления наследственности. Нити ДНК содержат код, необходимый для строения живого организма. Подобно тому, как магнитная лента с записанными инструкциями может управлять работой сложной машины, точно так же

информация, содержащаяся в ДНК* может быть реализована, в организме.

Молекулярная структура гена программирует в клетке синтез белка. Программирование имеет сложный характер. Сначала на молекуле ДНК, как на матрице* синтезируется молекула особой информационной (матричной) рибонуклеиновой кислоты (иРНК). Затем, попадая в рибосомы, — цитоплазматические структуры, в которых происходит синтез белков, молекулы иРНК как бы управляют включением определенных аминокислот в полипептидную цепь белка. Аминокислоты доставляются в рибосомы другим видом РНК — транспортной РНК.

В настоящее время удалось выделить и химическими методами синтезировать некоторые гены. Выделение индивидуальных генов из молекул ДНК и их синтез открывают захватывающие перспективы направленной регуляции генной активности.

Ферменты синтезируются с использованием того же механизма, что и все остальные белки. Дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) можно рассматривать как специальную биохимическую систему, способную, во-первых, концентрировать в себе наследственную информацию, во-вторых, передавать содержащуюся в ней информацию потомству, и, в-третьих, управлять биосинтезом многочисленных ферментов и других белков в клетках на всех этапах развития организма.

Азот входит в состав не только белковых веществ. В зерне присутствуют и небелковые соединения, содержащие азот,,Эти фракции называют небелковым азотом. В норщд^ноМ зерне пшеницы на долю небелкового азота приходите^ до 10% от общего его содержания. К небелковым азотсодержфйим веществам относят главным образом свободные аминокислоты и амиды, подавляющая часть которых сосредоточена в алейроновом слое и зародыше. Общее количество небелкового азота зависит от жизнедеятельности растения и зерна и может изменяться в ту или другую Сторону. Повышенное содержание небелкового азота в основном можно рассматривать как результат незавершенности биосинтеза белков в зерне или его порчи — распада белковых^ веществ при неблагоприятных условиях его хранения и переработки (прорастание и др.).

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:  БИОХИМИЯ ЗЕРНА И ПРОДУКТОВ ЕГО ПЕРЕРАБОТКИ

 



Смотрите также:

 

ФИЗИОЛОГИЯ НЕРВНОЙ ТКАНИ. Строение...

Скорость обновления белков в филогенетически более новых структурах нервной системы выше, чем в более старых.
Классификация нейронов.

 

Структура вируса гриппа. Рибонуклеиновая кислота.

На 2 представлен электрофоретический профиль белков вируса гриппа штамма
на свойствах которого основана классификация вируса гриппа на типы А, В и С (см. .гл...

 

Факторы риска иммунитета.Антропологическое...

Классификация ОВЭФ с учетом специфики воздействия на кроветворную и
их рецепторных белков. Более активное воздействие ксенобиотиков на организм...

 

Механизм мышечного сокращения. Функции и свойства...

Электронно-микроскопические исследования показали, что поперечная исчерченность обусловлена особой организацией сократительных белков миофибрилл — актина...

 

Функции и свойства гладких мышц. Строение гладких мышц.

...миоцитов значительного количества внеклеточного кальция, участвующего в последующем в активации сократительных белков гладкомышечных клеток.