белки. Строение и свойства белков строение белков
 Скачать 6.51 Mb.
|
СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА БЕЛКОВСтроение белковБелки состоят из остатков аминокислот, соединенных пептидными связями, отсюда их второе название- полипептиды. Белки имеют четыре структуры: первичную, вторичную, третичную и четвертичную. Химический состав белковВ белке следующие химические элементы: углерод, водород, азот, кислород, сера. Некоторые белки содержат: фосфор, железо, цинк и медь. Массовая доля элементов: С – 5о – 55% О – 19 – 24% Н – 6,5 – 7,3% N – 15 – 19% S – 0,3 – 2,5% Р – 0,1 – 2% Классификация белковПо степени сложности По форме Протеины (простые) – состоят из остатков аминокислот (яичный белок, белки гороха, пшеницы) Протеиды (сложные) – состоят из белковой и небелковой частей (гемоглобин) Глобулярные (большинство белков растений, животных, микроорганизмов) Фибриллярные – нитевидные (миозин – мускульная ткань, кератин – роговая ткань) Функции белков1) Структурная (пластическая) – белками образованы многие клеточные компоненты, а в комплексе с липидами они входят в состав клеточных мембран 2) Каталитическая – все биологические катализаторы – ферменты по своей химической природе являются белками 3) Транспортная – белок гемоглобин транспортирует кислород, ряд других белков образуя комплекс с липидами транспортируют их по крови и лимфе (пример: миоглобин, сывороточный альбумин) 4) Механохимическая – мышечная работа и иные формы движения в организме осуществляются при непосредственном участии сократительных белков с использованием энергии макроэргических связей (пример: актин, миозин) 5) Регуляторная – ряд гормонов и других биологически активных веществ имеют белковую природу, например, инсулин 6)Защитная – антитела (иммуноглобулины) являются белками, кроме того основу кожи составляет белок коллаген, а волос – кератин. 7) Опорная – сухожилия, поверхности суставов соединения костей образованы в значительной степени белковыми веществами, например, коллаген, эластин 8) Энергетическая – аминокислоты белков могут поступать на путь гликолиза, который обеспечивает клетку энергией 9) Рецепторная – многие белки участвуют в процессе избирательного узнавания (рецепторы) В живых организмах аминокислотный состав белков определяется генетическим кодом, при синтезе в большинстве случаев используется 20 стандартных аминокислот Классификация аминокислотОбщая формула аминокислот Аминокислоты Заменимые Незаменимые Синтезируются в организме Не синтезируются в человека из других организме их получают с пищей аминокислот Аминокислоты, участвующие в создании белковГлицин Аланин Валин Лейцин Изолейцин Серин Треонин Цистеин МЕТИОНИНМЕТИОНИН ЛИЗИН АРГИНИН АСПАРАГИН АСПАРАГИНОВАЯ КИСЛОТА ГЛУТАМИНОВАЯ КИСЛОТА ГЛУТАМИНГЛУТАМИН ФЕНИЛАЛАНИН ТИРОЗИН ТРИПТОФАН ГИСТИДИН ПРОЛИН Строение полипептидной цепиЭта цепь имеет неразветвленное строение и состоит из чередующихся метиновых (CH) и пептидных (CONH) групп. Различия такой цепи заключаются в боковых радикалах, связанных с метиновой группой, и характеризующих ту или иную аминокислоту. ПоследовательноеПоследовательное соединение аминокислот при образовании белковой молекулы. В качестве основного направления полимерной цепи выбран путь от концевой аминогруппы H2N к концевой карбоксильной группе COOH. СТРУКТУРА БЕЛКА Структура белкаПервичная структура белка - специфическая аминокислотная последовательность, т.е. порядок чередования α- аминокислотных остатков в полипептидной цепи. Вторичная структура белка - конформация полипептидной цепи, т.е. способ скручивания цепи в пространстве за счет водородных связей между группами NH и CO. Одна из моделей вторичной структуры – α- спираль. Третичная структура белка (глобула) - форма закрученной спирали в пространстве, образованная главным образом за счет дисульфидных мостиков -S-S-, водородных связей, гидрофобных и ионных взаимодействий. Четвертичная структура белка (глобулы) – агрегаты нескольких белковых макромолекул (белковые комплексы), образованные за счет взаимодействия разных полипептидных цепей Структура белка
Физические свойства белковАгрегатное состояние Твёрдые Жидкие Форма молекул Глобулярные белки Фибриллярные белки Молекулы свёрнуты в Молекулы образуют компактные глобулы длинные волокна сферической или (фибриллы), эллипсоидной формы. ассиметричны, прочны, Растворимы в воде способны растягиваться. образуют коллоидные Не растворимы в воде. растворы. Коллаген – в сухожилиях; - Антитела; Кератин – в коже, ногтях; - Ферменты; Миозин – в мускулах. - Гормоны; - Гемоглобин. Химические свойства1) Амфотерность, т.е. способность белков проявлять в зависимости от условий как кислотные, так и осно́вные свойства. Так как белки содержат кислые и основные аминокислоты, то в их составе всегда имеются свободные кислые (СОО–) и основные (NH3+) группы. Заряд белка зависит от соотношения количества кислых и основных аминокислот. Поэтому, аналогично аминокислотам, белки заряжаются положительно при уменьшении рН, и отрицательно при его увеличении. Если рН раствора соответствует изоэлектрической точке белка, то заряд белка равен 0. 2) Денатурация – это разрушение природной структуры белка под влиянием определённых факторов или раскручивание белка. С точки зрения структуры белка – это разрушение вторичной и третичной структур белка, обусловленное воздействием кислот, щелочей, нагревания, радиации и т.д. белка. При действии органических растворителей, продуктов жизнедеятельности некоторых бактерий (молочнокислое брожение) или при повышении температуры происходит разрушение вторичных и третичных структур без повреждения его первичной структуры, в результате белок теряет растворимость и утрачивает биологическую активность. Первичная структура белкаПервичная структура белка при денатурации сохраняется. Денатурация может быть обратимой (так называемая, ренатурация) и необратимой. Пример необратимой денатурации при тепловом воздействии – свертывание яичного альбумина при варке яиц. Факторы денатурацииФакторы, вызывающие денатурацию Спирт Высокая температура Соли тяжелых металлов Денатурация белка сульфатом медиДействие серной кислоты на белок3) Гидролиз белков – разрушение первичной структуры белка под действием кислот, щелочей или ферментов, приводящее к образованию a- аминокислот, из которых он был составлен. 4) Качественные реакции на белок:а) Биуретовая реакция – фиолетовое окрашивание при действии солей меди (II) в щелочном растворе. Такую реакцию дают все соединения, содержащие пептидную связь. б) Ксантопротеиновая реакция – появление желтого окрашивания при действии концентрированной азотной кислоты на белки, содержащие остатки ароматических аминокислот (фенилаланина, тирозина). 5) Гидратация - способность белков прочно связывать значительное количество влаги; при этом они набухают, их масса и объём увеличиваются6) Пенообразование – способность белков образовывать системы высокой концентрации «жидкость – газ». Их называют пенами.«Жизнь есть способ существования белковых тел…» Ф.ЭнгельсАа Белки – важнейшая составная часть живых организмов, входят в состав кожи, роговых покровов, мышечной и нервной ткани. Высокомолекулярные соединения количественный Состав: Мr большая качественный S P C H O N 0,3%; 0,2%; 50,6%; 6,5%; 21,5%; 15% Данилевский Фишер Полипептидная теория Белок - полипептид Х/С Амфотерность Горение – запах жжёных перьев; Гидролиз - разрушение первичной структуры белка; Денатурация: высокая температура; радиация; соли тяжёлых Ме; Гидратация Пенообразование Качественные реакции: Биуретовая реакция: Б + CuSO4 + NaOH → Ф О Ксантопротеиновая реакция: Б + HNO3 → Ж О Ф/С Фибриллярные Н2О прочны! Глобулярные Н2О! Коллоидный раствор Протеины (простые) Протеины (сложные) Функции защитная транспортная строительная двигательная энергетическая ферментативная Превращение белков в организме ферменты Белок → амк → Белок – Q + О CO2, NH3, мочевина, вода ПРОДУКТЫ, СОДЕРЖАЩИЕ ЖИВОТНЫЕ БЕЛКИ ПРОДУКТЫ, СОДЕРЖАЩИЕ РАСТИТЕЛЬНЫЕ БЕЛКИ Превращения белков в организмеБелки в живом организме постоянно расщепляются на исходные аминокислоты (с непременным участием ферментов), одни аминокислоты переходят в другие, затем белки вновь синтезируются (также с участием ферментов), т.е. организм постоянно обновляется. Некоторые белки (коллаген кожи, волос) не обновляются, организм непрерывно их теряет и взамен синтезирует новые. Белки как источники питания выполняют две основные функции: они поставляют в организм строительный материал для синтеза новых белковых молекул и, кроме того, снабжают организм энергией (источники калорий). Домашнее задание: пользуясь конспектом, заполнить таблицу:
|