Химия /
←предыдущая следующая→
1 2
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Введение стр. 2
2. Структура стр. 4
3. Свойства стр. 6
4. Роль в организме стр. 7
5. Применение в медицине стр. 13
6. Литература стр. 14
БЕЛКИ
Б
ЕЛКИ — это азотсодержащие высокомолекулярные органические вещества со сложным составом и строением молекул.
Белок можно рассматривать как сложный полимер аминокислот.
Белки входят в состав всех живых организмов, но особо важную роль они играют в животных организмах, которые состоят из тех или иных форм белков (мышцы, покровные ткани, внутренние органы, хрящи, кровь).
Растения синтезируют белки (и их составные части -аминокислоты) из углекислого газа СО2 и воды Н2О за счет фотосинте-за, усваивая остальные элементы белков (азот N, фосфор Р, серу S, же-лезо Fe, магний Mg) из растворимых солей, находящихся в почве.
Животные организмы в основном получают готовые аминокислоты с пищей и на их базе строят белки своей организма. Ряд аминокислот (заменимые аминокислоты) могут синтезироваться непосредственно животными организмами.
Характерной особенностью белков является их многообразие, свя-занное с количеством, свойствами и способах соединения входящих в их молекулу аминокислот. Белки выполняют функцию биокатализато-ров — ферментов, ре¬гулирующих скорость и направление химических реакций в организме. В комплексе с нуклеиновыми кислотами обеспе-чивают функции роста и передачи наследственных признаков, являют-ся структурной основой мышц и осу¬ществляют мышечное сокращение.
В молекулах белков содержатся повторяющиеся амидные связи С(0)—NH, названные пептидными (теория рус¬ского биохимика А.Я.Данилевского).
Таким образом, белок представляет собой полипептид, содержащий сотни или тысячи аминокислотных звеньев.
СТРУКТУРА БЕЛКОВ
О
собый характер белка каждого вида связан не только с длиной, составом и строением входящих в его молекулу полипептидных цепей, но и с тем, как эти цепи ориенти¬руются.
В структуре любого белка существует несколько степе¬ней органи-зации:
1. Первичная структура белка — специфическая последо¬вательность аминокислот в полипептидной цепи.
1. Вторичная структура белка — способ скручивания полипептидной цепи в пространстве (за счет водородной связи между водородом амидной группы —NH— и кар¬бонильной группы — СО—, которые разделены четырь¬мя аминокислотными фрагментами).
2. Третичная структура белка — реальная трехмерная конфигурация закрученной спирали полипептидной цепи в про-странстве (спираль, скрученная в спираль). Третичная структура белка обуславливает специфическую биологическую активность белковой молекулы. Третичная структура белка поддерживается за счет вза¬имодействия различных функциональных групп полипептидной цепи:
• дисульфидный мостик (-S-S-) между атомами серы,
• сложноэфирный мостик – между карбоксильной группой (-СО-) и гидроксильной (-ОН),
• солевой мостик - между карбоксильной (-СО-) и аминогруп-пами (NH2).
4. Четвертичная структура белка — тип взаимодействия между несколькими полипептидными цепями.
Например, гемоглобин представляет из себя комплекс из четырех макромолекул белка.
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Б
елки имеют большую молекулярную массу ( 104—107), многие белки растворимы в воде, но образуют, как правило, коллоидные растворы, из которых выпадают при увеличении концентрации неорганических солей, добавлении солей тяжелых металлов, органических растворителей или при нагревании (денатурация).
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
1. Денатурация — разрушение вторичной и третичной структуры бел-ка.
2. Качественные реакции на белок:
биуретовая реакция: фиолетовое окрашивание при обработке со-лями меди в щелочной среде (дают все белки),
ксантопротеиновая реакция: желтое окрашивание при действии концентрированной азотной кислоты, переходящее в оранжевое под действием аммиака (дают не все белки),
выпадение черного осадка (содержащего серу) при добавлении ацетата свинца (II), гидроксида натрия и нагревании.
3. Гидролиз белков — при нагревании в щелочном или кислом раство-ре с образованием аминокислот.
СИНТЕЗ БЕЛКОВ
Белок — сложная молекула, и синтез его представляется трудной задачей. В настоящее время разработано много методов прекращения -аминокислот в пептиды и синтезированы простейшие природные белки — инсулин, рибонуклеаза и др.
Большая заслуга в создании микробиологической промышленности по производству искусственных пищевых продуктов принадлежит со-ветскому ученому А.Н.Несмеянову.
Роль белков в организме.
Функции белков в организме разнообразны. Они в значительной мере обусловлены сложностью и разнообразием форм и состава самих бел-ков.
Белки - незаменимый строительный материал. Одной из важ-нейших функций белковых молекул является пластическая. Все кле-точные мембраны содержат белок, роль которого здесь разнообразна. Количество белка в мембранах составляет более половины массы.
Многие белки обладают сократительной функцией. Это пре-жде всего белки актин и миозин, входящие в мышечные волокна высших организмов. Мышечные волокна - миофибриллы - представ-ляют собой длинные тонкие нити, состоящие из параллельных более тонких мышечных нитей, окруженных внутриклеточной жидкостью. В ней растворены аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), необходимая для осуществления сокращения, гликоген - питательное вещество, не-органические соли и многие другие вещества, в частности кальций.
Велика роль белков в транспорте веществ в организме. Имея различные функциональные группы и сложное строение макромолеку-лы, белки связывают и переносят с током крови многие соединения. Это прежде всего гемоглобин, переносящий кислород из легких к клеткам. В мышцах эту функцию берет на себя еще один транспортный белок - миоглобин.
Еще одна функция белка - запасная. К запасным белкам отно-сят ферритин - железо, овальбумин - белок яйца, казеин - белок мо-лока, зеин - белок семян кукурузы.
Регуляторную функцию выполняют белки-гормоны.
Гормоны - биологически активные вещества, которые оказывают влияние на обмен веществ. Многие гормоны являются белками, поли-пептидами или отдельными аминокислотами. Одним из наиболее из-вестных белков-гормонов является инсулин. Этот простой белок со-стоит только из аминокислот. Функциональная роль инсулина много-планова. Он снижает содержание сахара в крови, способствует синтезу гликогена в печени и мышцах, увеличивает образование жиров из уг-леводов, влияет на обмен фосфора, обогащает клетки калием. Регуля-торной функцией обладают белковые гормоны гипофиза - железы внутренней секреции, связанной с одним из отделов головного мозга. Он выделяет гормон роста, при отсутствии которого развивается кар-ликовость. Этот гормон представляет собой белок с молекулярной массой от 27000 до 46000.
Оним из важных и интересных в химическом отношении гормонов являетс вазопрессин. Он подавляет мочеобразование и по-вышает кровеное давление. Вазопрессин - это октапептид циклическо-го строения с боковой цепью:
про - лиз - гли(NH2)
|
цис - асп(NH2)
/
S глу(NH2)
| |
S фенилаланин
/
цис - тир
Регуляторную функцию выполняют и белки, содержащиеся в щитовидной железе - тиреоглобулины, молекулярная масса которых около 600000. Эти белки содержат в своем составе йод. При недораз-витии железы нарушается обмен веществ.
Другая функция белков - защитная. На ее основе создана от-расль науки, названная иммунологией.
В последнее время в отдельную группу выделены белки с ре-цепторной функцией. Есть рецепторы звуковые, вкусовые, световые и др. рецепторы.
Следует упомянуть и о существовании белковых веществ, тормозящих действие ферментов. Такие белки обладают ингибитор-ными функциями. При взаимодействии с этими белками фермент обра-зует комплекс и теряет свою активность полностью или частично. Многие белки - ингибиторы ферментов - выделены в чистом
←предыдущая следующая→
1 2
|
|