Полипептиды, белки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Полипептиды, белки

1. Биологическая роль белков и полипептидов

Полипептиды и белки - основные вещества живого организма. «Жизнь - это форма существования белковых тел» (Ф. Энгельс). Роль их в обмене веществ уникальна, они выполняют все основные функции метаболизма:

1) Белки - пластический материал тканей;

2) Белки - один из трех видов питательных веществ, необходимых организму;

3) Белковые структуры являются ключевыми в составе ферментов - биохимических катализаторов, «двигателей» метаболизма;

4) Гормоны и вещества, регулирующие пути биохимических превращений - это в основном, полипептиды и белки. Тканевые рецепторы гормонов, биорегуляторов и лекарственных веществ также представляют собой белковые структуры.

2. Первичная структура полипептидов и белков

Полипептиды и белки - это полимеры, состоящие из остатков аминокислот, связанных между собой пептидными связями.

Условно считается, что полипептиды - это полимеры, содержащие до 100 аминокислотных остатков, более 100 остатков - это белки. Особо выделяются олигопептиды - до 10 аминокислотных остатков.

Полипептиды и белки образуются в результате поликонденсации б-аминокислот:

3. Физико-химические свойства полипептидов и белков

Молекулы полипептидов и белков имеют в своем составе ионогенные карбоксильные и аминогруппы и, подобно аминокислотам, всегда несут на себе электрический заряд, знак и величина которого зависит от рН раствора.

Все полипептиды и белки характеризуются определенной изоэлектрической точкой (pI) - значением рН, при котором суммарный заряд молекулы равен нулю.

Если рН раствора ниже изоэлектрической точки (pH < pI), то молекула в целом имеет положительный заряд.

Если рН раствора выше изоэлектрической точки (pH > pI), то молекула в целом имеет отрицательный заряд.

Если количества карбоксильных и аминогрупп в молекуле одинаковы, то изолектрическая точка вещества находится в области нейтрального рН (pI = 7). Это нейтральные полипептиды.

Если в молекуле преобладают карбоксильные группы, то изолектрическая точка находится в кислотной области рН (pI < 7). Это кислые полипептиды.

Если в молекуле преобладают аминогруппы, то изолектрическая точка находится в основной области рН (pI > 7). Это основные полипептиды.

Растворимость полипептидов в воде зависит от их молекулярной массы.

Олигопептиды и низкомолекулярные полипептиды подобно аминокислотам хорошо растворимы в воде.

Высокомолекулярные белки образуют коллоидные растворы. Их растворимость зависит от рН (т.е. от заряда молекулы). В изоэлектрической точке растворимость белка минимальна и он выпадает в осадок. При подкислении или подщелачивании молекулы снова приобретают заряд и осадок растворяется.

биологический белок полипептид химический

4. Пространственное строение белков и полипептидов

Высокомолекулярные полипептиды и белки кроме первичной структуры обладают более высокими уровнями пространственной организации - вторичную, третичную и четвертичную структуры.

Пептидная группа

5. Вторичная структура

1) б-спираль

Строение пептидной группировки определяет пространственное строение полипептидной цепи.

Л. Полинг (1950 г.) расчетным путем показал, что для б-полипептиной цепи одной из наиболее вероятных является структура правозакрученной б-пирали. Вскоре это было экспериментально подтверждено рентгено-структурным анализом:

Между С=О 1-го и N-H 5-го аминокислотных остатков образуются водородные связи, направленные почти параллельно оси спирали, они скрепляют спираль. Боковые радикалы R расположены по периферии спирали.

2) в-складчатая структура

В этом виде вторичной структуры вытянутые одна вдоль другой полипептидные цепи образуют водородные связи между собой:

Многие белки имеют вторичную структуру с чередующимися фрагментами б-спирали и в-складчатой структуры.

6. Третичная структура

б-Спираль, будучи достаточно протяженной, изгибаясь, складывается в клубок. Это происходит в результате взаимодействия боковых радикалов достаточно удаленных друг от друга. Образуется глобула:

Виды взаимодействия, формирующие третичную структуру

1) Водородные связи

2) Ионное взаимодействие

3) Гидрофобное взаимодействие

4) Дисульфидные связи

7. Четвертичная структура

Четвертичная структура - это агрегат субъединиц - глобул. Она формируется теми же видами взаимодействия, что и третичная структура:

Четвертичная структура Четвертичная структура гемоглобина

белка

Четвертичной структурой обладают некоторые сложные белки - гемоглобин, некоторые ферменты и др.

Литература

1. Тюкавкина Н.А., Зурабян С.Э., Белобородов В.Л. и др. - Органическая химия (специальный курс), кн. 2 - Дрофа, М., 2008 г., с. 207-227.

2. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. - Биоорганическая химия - ДРОФА, М., 2007 г., с. 314-315, 345-369.

Размещено на Allbest.ru