X
تبلیغات
گزارش کارآزمایشگاه بیوشیمی :واکنش نین هیدرین وبررسی دناتوراسیون

به نام خدا

گزارش کارآزمایشگاه بیوشیمی

شناسایی آمینواسیدها، پروتئین وتغییرات ساختمانی پروتئین

 

استاد مربوطه

دکترحمیدی

اعضای گروه

 

فریدمحمدی - رامیزنوبخت

ساعت کلاس16-14

 

 92-91

آزمایش اول:شناسایی حضور آمینو اسید در محلول های مجهول به کمک واکنش نین هیدرین

اساس:

 

 

 

 

 


مقدمه:

 

تشخیص عمومی اسید آمینه ها :

برای این که ببینیم  در یک محلول اسید آمینه وجود دارد یا نه از تست عمومی اسیدآمینه ها که معرف آن نین هیدرین می باشد استفاده می کنیم .

نین هیدرین با تمامی - آمینواسیدها واکنش داده و محصول بنفش رنگ به وجود می آورد به جز پرولین که در واکنش با نین هیدرین زرد رنگ می شود.

 

اسید آمینه ها :

دیدکلی:

پروتئینها، زنجیره‌های خطی یا پلیمرهایی هستند که از ترکیب اسیدهای آمینه حاصل می‌شوند. اسیدآمینه‌ها ، حروف الفبایی پروتئینها را تشکیل می‌دهند و چون امکانات بالقوه نامحدودیدر طرز توالی و طول زنجیره اسید آمینه‌ها در تولید پروتئینها وجود دارد، از اینروانواع بی‌شماری از پروتئینها نیز می‌توانند وجود داشته باشند.

اختلاف هراسیدبا سایر اسیدهای آمینه ، در زنجیرهجانبی هر یک از اسیدهای آمینه است. اسیدهای آمینه در آغاز تشکیل زمین ، به همراهسایر مواد آلی پیدا شدند. اسیدهای آمینه‌ای که در حضور پرتوهای فرابنفش به وجودآمدند، گوناگونی بسیار داشته‌اند. اما به دلایلی ناشناخته تنها بیست اسید آمینه ،آن هم از نوعL ، در یاخته زنده کاربرد پیدا کرد.

ساختار اسیدهای آمینه

هر اسید آمینه ، از یک کربن نامتقارن به نام کربن آلفا تشکیل یافته است که با چهار گروه مختلف کربوکسیل (COOH) اتم هیدروژن، گروه آمینه بازی (NH2-) و یک زنجیره غیرجانبی (R-) پیوند برقرار می‌کند. ریشه R ممکن است یک زنجیره کربنی ویا یک حلقه کربنی باشد. عوامل دیگری مانندالکل،آمین، کربوکسیل و نیزگوگردمی‌تواننددر ساختمان ریشه R شرکت کنند. زنجیره جانبی خود چندین اتم کربن دارد و آنها را به ترتیبی که از کربن آلفا ، فاصله می‌گیرند، با حروف بتا (β) ، گاما (γ) و دلتا (δ) نشان می‌دهند.

اگر در حالی که عامل COOH روی کربن آلفا قرار داد عامل NH2روی کربنهایی غیر آلفا قرار گیرد. نوع اسید آمینه به β ، γ یا δ تغییر خواهد کرد. اسیدهای آمینه آزاد به مقدار بسیار ناچیز در سلولها وجود دارند. بیشتر اسیدهای آمینه آلفا در سنتز پروتئین شرکت می‌کنند، در صورتی که اسیدهای آمینه بتا ، گاما و دلتا واسطه‌های شیمیاییهستند. بیشتر اسیدهای آمینه در PH هفت به صورت دو قطبی در می‌آیند یعنی گروه NH2
پروتون می‌گیرد و گروه COOH هیدروژن خود را از دست می‌دهد و به صورت –COO-در می‌آید.

ساختار پروتئین

ساختمان پروتئین به ساختاری گفته می‌شود که پروتئین به خود می‌گیرد. پروتئین دارای چهار ساختار می‌باشد.

ساختار اول: به توالی پروتئین که به صورت رشته‌ای از اسیدهای آمینه می‌باشد گفته می‌شود. پروتئین‌ها پلیمرهایی خطی از اسیدهای آمینه هستند که با پیوند پپتیدی بهم متصل شده‌اند.

ساختار دوم: به نظم‌های موضعی گفته می‌شود که پروتئین در حین تاشدگی به خود می‌گیرد. ساختار دوم پروتنئین‌ها خود به چند دسته تقسیم می‌شود:

مارپیچ آلفا: ساده ترین و انعطاف پذیرترین ترتیب، کونفرماسیونی مارپیچی و راست گرد  به نام مارپیچ آلفا است. مارپیچ آلفا یکی از ساختارهای دوم رایج در پروتئین‌ها است. مارپیچ آلفا یک مارپیچ راستگرد است که ساختار آن هر ۴/۵ آنگستروم یکبار تکرار می‌شود. در هر دو مارپیچ آلفا، ۶/۳ اسید آمینه وجود دارد. یعنی هر ۵/۱ آنگستروم یک اسید آمینه در طول مارپیچ آلفا قرار می‌گیرد. هر گروه کربوکسیل و آمین در مارپیچ آلفا با اسید آمینه‌ای با فاصله چهار تا ازخود، دارای باند هیدروژنی می‌باشد و این الگو در سراسر مارپیچ، غیر از چهار اسیدآمینه در دو انتهای آن تکرار شده‌است.

صفحه‌های بتا: ساختار صفحه‌های بتا، ساختار دوم بسیارکشیده و چین‌دار می‌باشد. یکی از تفاوت‌های مهم صفحه‌های بتا با مارپیچ آلفا این است که اسیدآمینه‌هایی که معمولاً در ساختار اول زنجیره پروتئینی با فاصله زیاداز هم قرارگرفته‌اند، برای تشکیل این ساختار در مجاورت یکدیگر قرار می‌گیرند بنابراین صفحه‌های بتا تمایل به سختی داشته و انعطاف‌پذیری ناچیزی دارند. پیوندهای هیدروژنی بین‌رشته‌ای که میان گروه‌های CO یک رشته بتا و NH رشته بتای مجاور ایجاد می‌شوند، به صفحات بتا پایداری می‌بخشند و باعث می‌شوند که این صفحات ظاهری زیگزاگ داشته باشند.

ساختار سوم: حالت سه‌بعدی که پروتئین بعد از پیچش به خود می‌گیرد، گفته می‌شود.

ساختار چهارم: حالت قرارگیری چند پروتئین در فضا کنار یکدیگر است. بیشتر پروتئین‌ها از پیوند زنجیره های پلی پپتیدی مشابه و یا متفاوت ساخته شده‌اند، اتصال بین زنجیره ها توسط پیوندهای ضعیف تری برقرار می‌گردد. این ساختارترتیب قرارگرفتن زیر واحدهای یک پروتئین را شرح می‌دهد و نقش مهمی در توضیح چگونگی شرکت پروتئین در واکنش‌های شیمیایی دارد.

نقش های پروتئین

پروتئین متنوع‌ترین ماکرومولکول‌ها در سیستم‌های زنده‌اند و اعمال حیاتی متعددی را بر عهده دارند.این ماکرومولکول‌ها به عنوان‌ آنزیم یا کاتالیزکننده‌ی واکنش‌های بیوشیمیایی‌ مختلف،به عنوان انتقال‌دهنده و ذخیره‌کننده‌ی‌ مولکول‌های دیگر مثل اکسیژن و اسیدهای چرب، تولید و انتقال ایمپالس‌های عصبی،کنترل رشد و تمایز،در هماهنگی بین سلولی به عنوان هورمون، در ایجاد ساختمان‌های سلولی و بافتی به عنوان‌ اجزای تشکیل‌دهنده،در فعالیت‌های حرکتی به‌ عنوان پروتئین‌های انقباضی،در سیستم انعقاد خود به عنوان‌ فاکتور انعقادی و در سیستم ایمنی به عنوان آنتیبادی ایفای نقش‌ می‌کنند.هم‌چنین ارتباط مستقیمی بین بیماری‌های مختلف نظیر تالاسمی با ایجاد تغییرات در پروتئین‌ها در اثر جهش‌ ژنی و در نتیجه‌ی عملکرد غیر صحیح پروتئین‌ها وجود دارد.

ایزومری در اسیدهای آمینه

مطابق قرار داد اگر ساختمان فضایی یک اسید آمینهرا در نظر بگیریم، چنانچه عامل NH2که به کربن آلفا متصل است در طرف چپباشد، می‌گوییم که این اسید آمینه از نوعLاست و هرگاه عامل NH2در طرفراست کربن آلفا قرار گیرد، گوییم که این اسید آمینه از نوع است. برخلاف قندهایطبیعی که از نوع دلتا هستند، اسیدهای آمینه طبیعی همگی از نوعLمی‌باشند. ایزومرها را انانتیومر می‌گویند.

انواع اسیدهای آمینه:

(Aمنو اسیدهای آمینه:

گلیکوکول (Gly):گلیکوکول که گلیسین نیز نامیده می‌شود و تنها اسید آمینه‌ای است که فاقد کربن نامتقارن  است و در ساختمان پروتئینهایی مانندکلاژن، الاستین ورشته ابریشم به مقدار فراوان وجوددارد.

آلانین (Ala):در تمام پروتئینهافراوان است.

والین(Val):اسید آمینه ضروری برای انسان است و به مقدار کم در بیشتر پروتئینها یافت می‌شود.

لوسین(Leu):اسید آمینه ضروری برای انسان بوده و در بیشتر پروتئینها به مقدار زیاد وجود دارد.

ایزولوسین (Ile):اسید آمینه ضروریبرای انسان است که به مقدار کمتر از اسیدهای آمینه دیگر پروتئینها وجود دارد. ایزولوسین دو کربننامتقارن دارد.

(Bاسید آمینه الکل‌دار:

سرین (Ser):اسید آمینه‌ ای است که دررشته‌های ابریشم بسیار فراوان بوده و در ساختمان چربیهاو پروتئینهای مرکب نیز شرکت می‌کند.

تره اونین (Thr):اسید آمینه الکل‌داری است که برای انسان ضروری بوده و مانند ایزولوسین دو کربن نا متقارن دارد.

(Cاسیدهای آمینه گوگرددار:

سیستئین (Cys):این اسید آمینه نقش مهمی درساختمان فضایی پروتئینهابر عهده دارد. زیراعامل تیول (SH-) دو مولکول سیستئین در یک زنجیره پلی پپتیدی و یا دو مولکول سیستئین در دو زنجیره پلی پپتیدی با از دست دادن هیدروژن پیوندکوالان می‌سازند و در نتیجه دو مولکول سیستئین تبدیل به اسید آمینه دیگری به نام سیستئین می‌گردند.

متیونین (Met):متیونین از اسیدهای آمینه ضروری برای انسان است که مقدار آن در پروتئینها نسبتا کم است.

(Dدی اسیدهای منو آمینه:

اسیدهای آمینه‌ای هستند که دارای یک آمین و دو عامل کربوکسیل هستند و به اسید آمینه اسیدی مشهورند.

اسید آسپارتیک (Asp):در پروتئینهابه مقدار زیاد یافت می‌شود. اسیدیته این اسید آمینه زیاد است.

اسید گلوتامیک (Glu):مقدار آن درپروتئین زیاد است و نقش مهم آن انتقال عامل آمین در واکنشهای بیوشیمیایی است.

(Eاسیدهای آمینه آمیدی:

این ترکیبات روی ریشه R دارای یک عامل آمیدی هستند. این اسیدهای آمینه در سنتز پروتئینها شرکت نموده و نقش مهمی را در انتقال آمونیاک دارا هستند.

 

 

 

 

گلوتامین (Gln)

آسپاراژین (Asn)


(Fاسیدهای آمینه دی آمین:

این اسیدهای آمینه دارای یک عامل آمین اضافی هستند.

لیزین (Lys): این اسید آمینه برای انسان ضروری بوده و در بیشتر پروتئینها مخصوصا در بعضی از پروتئینها مانندهیستونهابه مقدار فراوان دیده می‌شود. لیزین در سنتز کلاژن نیز شرکت می‌کند. ولی پس ازتشکیلکلاژن، لیزین بهدلتا هیدروکسی لیزین تبدیل می‌شود.

آرژنین (Arg): این اسید آمینه درپروتئینهایی مانند هیستون و پروتامین بسیار فراوان است. آرژنین بسیار بازی است. گروه انتها یی این اسید آمینه را که شامل سهازتمی‌باشد، گوانیدینمی‌نامند.

(Gاسیدهای آمینه حلقوی:

بعضی از این اسیدهای آمینه به علت دارا بودنحلقه بنزنی،آروماتیکنامیده می‌شوند و برخی دیگردارای یک حلقه هترو سیلیک هستند.

فنیل آلانین (phe):از اسیدهای آمینهضروری برای انسان بوده و در پروتئینها به مقدار فراوان یافت می‌شوند. در ساختماناین اسید آمینه یک حلقه بنزنی و یک زنجیر جانبی آلانین شرکت دارد.

تیروزین (Thr):این اسید آمینه بهمقدار فراوان در پروتئینها دیده می‌شود. حلالیتآن در آب کم است. تیروزین راپاراهیدروکسی فنیل آلانین هم می‌نامند. زیرا ازاکسیداسیونفنیل آلانین حاصلمی‌شود.

تریپتوفان (Trp):اسید آمینه ضروریبرای انسان است که به مقدار کم در پروتئینها وجود دارد.

هیستیدین (His):این اسید آمینه درتمام پروتئینها به مقدار اندکی وجود دارد و فقط مقدار آن درهموگلوبیننسبتا زیاد است.

پرولین (Pro):اسید آمینه‌ای است کهدر پروتئینهایی مانند کلاژن و رشته‌های ابریشم به مقدار فراوان دیده می‌شود. ایناسید آمینه نقش مهمی در ساختمان فضایی پروتئینها به عهده دارد. در حقیقت پرولین کهاز حلقه ایمین مشتق می‌شود، یک اسید ایمینه است. در کلاژن تعدادی از پرولینها بههیدروکسی پرولین تبدیل می‌شود.

GetBC(6);

  • امید
  • بامبی