Теперь вы можете записаться к врачу, в клинику или диагностический центр с реальными отзывами, прямо у нас на сайте.
Записаться к врачу Записаться в клинику Записаться на диагностику

Строение и функции белков (часть 1)


Общие сведения о белках

Белки - высокомолекулярные органические полимеры, построенные из аминокислот, связанных между собой пептидными связями. Их называют протеины. Белки - основа жизни. С ними связаны следующие свойства живого.



  • 1. Разнообразие белков и их высокая упорядоченность.

  • 2. Способность к воспроизведению себе подобных.

  • 3. Сократимость и движение.

  • 4. Обмен веществ (распад и обновление составных частей живого организма) с участием белков-ферментов.


Функции белков



  • 1. Каталитическая (ферментативная). Все ферменты - белки. Ни одна реакция в организме не проходит самопроизвольно, каждая при участии своего фермента.

  • 2. Транспортная. Пример: гемоглобин переносит кислород от легких к тканям и СО2 от тканей к легким. В клеточных мембранах есть белки, переносящие глюкозу, аминокислоты внутрь клетки.

  • 3. Пищевая и запасная (резервная). Пример: яичный альбумин - источник питания. Казеин молока и глиадин пшеницы - источник аминокислот.

  • 4. Рецепторная. Пример: белки биомембран.

  • 5. Сократительная и двигательная. Пример: актин и миозин - белки мышечной ткани.

  • 6. Структурная. Пример: кератин волос, ногтей, коллаген (соединительная ткань), эластин (сосуды), фосфолипопротеины (белки биологических мембран).

  • 7. Защитная. Пример: антитела сыворотки крови - образуются в ответ на поступление в организм чужеродных веществ (антигенов).

  • 8. Регуляторная. Пример: инсулин регулирует содержание глюкозы в крови.

  • 9. Когенетическая. Совместно с нуклеиновыми кислотами участвуют в хранении и передаче наследственной информации.

  • 10. Сохраняют онкотическое давление в клетках крови, поддерживают физиологическое значение PH внутренней среды организма.


Основным свойством белков является возможность их связывания с различными веществами. У каждого белка имеются центры, состоящие из аминокислот, которые участвуют в связывании с другими веществами - белками, углеводами, липидами, нуклеиновыми кислотами. Вещества, которые присоединяются к белкам, называются лигандами (О2 к гемоглобину).


Строение белков

Белки - высокомолекулярные азотосодержащие органические полимеры, мономерными единицами которых являются аминокислоты (их 20, все они -аминокислоты).

Классификация аминокислот:

1) по способности радикалов к взаимодействию к Н2О.

Она включает 4 класса аминокислот:



  • - неполярные (гидрофобные) - плохо растворимые;

  • - полярные (гидрофильные) незаряженные - хорошо растворимые;

  • - отрицательно заряженные;

  • - положительно заряженные;


2) по биологическому и физиологическому значению аминокислоты разделяют на 3 группы:



  • - незаменимые - не могут синтезироваться организмом из других соединений, поэтому должны поступать с пищей. Это: вал, лей, илей, тре, мет, лизин, фен, три;

  • - полузаменимые - образуются в недостаточном количестве в организме, поэтому частично должны поступать с пищей. Это: арг, тир, гис;

  • - заменимые - синтезируются в организме из незаменимых или других соединений. Это остальные.


Функциональная классификация:



  • 1 группа - алифатические монокарбоновые кислоты: гли, ала, вал, лей, илей.

  • 2 группа - алифатические оксиаминокислоты: сер, тре.

  • 3 группа - серосодержащие: цис, мет.

  • 4 группа - диаминомонокарбоновые: лиз, арг.

  • 5 группа - моноаминодикарбоновые: аспарагиновая, глутаминовая, у них есть амиды (глу, глн).

  • 6 группа - ароматические: фен, тир.

  • 7 группа - гетероциклические: гис, три.

  • 8 группа - аминокислота: про.


У белка первая аминокислота имеет свободную NH2-группу - это начало, называется N-конец, а конечная кислота будет иметь С-конец.

Пептидная связь - это ковалентная, очень прочная связь, чтобы ее разорвать, нужно провести жесткий гидролиз (катализатор Н2SO4 или щелочь). Она обнаруживается биуретовой реакцией.


Пептиды. Их роль в организме

Пептиды отличаются от белков молекулярным весом. Если у белков вес до млн. пептидов 100-1600, они содержат от 4 до 100 аминокислот. Некоторые из них являются биологически активными веществами (гормоны - вазопрессин, окситоцин). Трипептид - глутатион - участвует в окислительно-восстановительных процессах. Эндорфины - пептиды, которые связываются с определенными рецепторами на нервных клетках и уменьшают боль.


Физико-химические свойства белков

1. Белки имеют высокий молекулярный вес 16 000-1 000 000.

2. Заряд белковой молекулы. Все белки имеют хоть одну свободную -NH и - СООН группы.

Белковые растворы - коллоидные растворы с разными свойствами. Белки бывают кислыми и основными. Кислые белки содержат много глу и асп, у которых есть дополнительные карбоксильные и меньше аминогрупп. В щелочных белках много лиз и арг. Каждая молекула белка в водном растворе окружена гидратной оболочкой, так как у белков за счет аминокислот есть много гидрофильных группировок (-СООН, -ОН, -NH2, -SH). В водных растворах белковая молекула имеет заряд. Заряд белка в воде может меняться в зависимости от РН.

Осаждение белков. У белков есть гидратная оболочка, заряд, препятствующий склеиванию. Для осаждения необходимо снять гидратную оболочку и заряд.

Реакции осаждения делят на два вида.



  • 1. Высаливание белков: (NH4)2SO4 - снимается только гидратная оболочка, белок сохраняет все виды своей структуры, все связи, сохраняет нативные свойства. Такие белки можно затем вновь растворить и использовать.

  • 2. Осаждения с потерей нативных свойств белка - процесс необратимый. С белка снимается гидратная оболочка и заряд, нарушаются различные свойства в белке. Например соли меди, ртути, мышьяка, железа, концентрированные неорганические кислоты - HNO3, H2SO4, HCl, органические кислоты, алкалоиды - танины, йодистая ртуть.


При кипячении молекулы белков начинают хаотично двигаться, сталкиваются, снимается заряд, уменьшается гидратная оболочка.

Для обнаружения белков в растворе применяются: цветные реакции; реакции осаждения.

Методы выделения и очистки белков.



  • 1) гомогенизация - клетки растираются до однородной массы;

  • 2) экстракция белков водными или водно-солевыми растворами;

  • 3) диализ;

  • 4) высаливание;

  • 5) электрофорез;

  • 6) хроматография: адсорбция, расщепление;

  • 7) ультрацентрифугирование.


Структурная организация белков.



  • 1. Первичная структура - определяется последовательностью аминокислот в пептидной цепочке, стабилизируется ковалентными пептидными связями (инсулин, пепсин, химотрипсин).

  • 2. Вторичная структура - пространственная структура белка. Это либо -спираль, либо -складчатость. Создаются водородные связи.

  • 3. Третичная структура - глобулярные и фибриллярные белки. Стабилизируют водородные связи, электростатические силы (СОО-, NН3+), гидрофобные силы, сульфидные мостики, определяются первичной структурой. Глобулярные белки - все ферменты, гемоглобин, миоглобин. Фибриллярные белки - коллаген, миозин, актин.

  • 4. Четвертичная структура - имеется только у некоторых белков. Такие белки построены из нескольких пептидов. Каждый пептид имеет свою первичную, вторичную, третичную структуру, называются протомерами. Несколько протомеров соединяются вместе в одну молекулу. Один протомер не функционирует как белок, а только в соединении с другими протомерами.


Пример: гемоглобин = -глобула + -глобула - переносит О2 в совокупности, а не по раздельности.


Денатурация

При воздействии на белки определенными агентами может нарушаться пространственная структура белка. Первичная структура не изменяется, изменяются нативные свойства белка, он перестает функционировать. Факторы:



  • 1) термические (кипячение);

  • 2) химические (кислоты, щелочи);

  • 3) радиоактивное излучение.


Белок может ренатурировать. Для этого необходимо очень короткое воздействие агентов.


Было полезно? 0



Теперь вы можете записаться к врачу, в клинику или диагностический центр онлайн, прямо у нас на сайте.
Специалисты со всей России с отзывами реальных людей. Отзывы публикуются только от людей, побывавших на приеме!
Записаться к врачу Записаться в клинику Записаться на диагностику

Добавить комментарий
Оставить комментарий
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив