Белки - Основная характеристика биомолекул
Белки (протеины) - самый большой в количественном отношении класс биомолекул, на их долю приходится не менее половины сухого веса клетки. Протеины в переводе с латинского - первый, главный. Белками называют полипептиды, которые содержат более 50 аминокислот.
Белки при кипячении с крепкими кислотами или щелочами, а также под действием ферментов распадаются на более простые соединения, образуя смесь б-аминокислот. Все белки, независимо от их функций и биологической активности, построены из набора 20 аминокислот, т. е. белки - это полимеры (полипептиды), состоящие из мономеров - аминокислот. 10 аминокислот для человека (9 - для взрослых) являются незаменимыми: аргинин (для новорожденных), гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан, валин.
H2N-CHR-COOH > H3N+-CHR-COO - - биполярный ион, амфион, цвиттерион.
Аминокислоты содержат карбоксильные и аминогруппы, являются амфотерными электролитами, т. е. диссоциируют как кислоты и основания. В зависимости от реакции растворителя белок будет диссоциирован либо как кислота (в щелочном растворе), либо как щелочь (в кислом растворе). В щелочном растворе белки заряжены отрицательно, в кислом - положительно. Если через раствор белка пропустить электрический ток, то в щелочном растворе молекулы белка будут двигаться к аноду, в кислом - к катоду.
Аминокислоты, входящие в состав белков, являются L-изомерами.
Классификация белков
I. По биологической функции
1. Ферменты - биокатализаторы, самый многообразный и наиболее высокоспециализированный класс белков, обладающих каталитической активностью. Все химические реакции, в которых участвуют присутствующие в клетке органические биомолекулы, катализируются ферментами. Известно несколько тысяч ферментов, причем каждый из них катализирует только одну определенную реакцию. Активны ферменты при определенных значениях температуры и рН. Некоторые ферменты состоят только из полипептидных цепей и не содержат других химических групп. Однако для каталитической активности многих ферментов необходим еще дополнительный химический компонент - кофактор. Роль кофактора могут играть неорганические вещества, например ионы Fe2+, Mn2+, Cu2+, Zn2+, Mg2+, Ni2+.
Ионы |
Ферменты |
Fe2+ или Fe3+ |
Цитохромоксидаза, каталаза, преоксидаза |
Cu2+ |
Цитохромоксидаза |
Zn2+ |
ДНК-полимераза, алкогольдегидрогеназа |
Mg2+ |
Гексокиназа, глюкозо-6-фосфотаза |
Кофактором может быть сложное органическое вещество - коферменты, например, витамины.
У одних ферментов коферменты связываются с белком временно и непрочно, а у других эти связи могут быть прочными и постоянными, в последнем случае небелковую часть называют простетической группой. Каталитически активный комплекс называют голофермент.
- 2. Транспортные белки - связывают и переносят специфические молекулы или ионы из одного органа в другой. Например, гемоглобин при прохождении крови чрез легкие связывает кислород и переносит его к периферическим тканям. Плазма крови содержит липопротеины, осуществляющие перенос липидов из печени в другие органы. 3. Пищевые и запасные белки. В семенах многих растений запасены пищевые белки, потребляемые на первых стадиях развития зародыша. Например яичный альбумин, казеин (белок молока), глиадин (белок зерен пшеницы), ферритин (содержит железо). 4. Сократительные и двигательные белки.
Некоторые белки наделяют клетку или целый организм способностью сокращаться, изменять форму, передвигаться. Например, актин и миозин - нитевидные белки. Или тубулин, из которого построены микротрубочки - важный элемент ресничек и жгутиков, при помощи которых передвигаются бактерии.
5. Структурные белки.
Многие белки образуют волокна, навитые друг на друга или уложенные плоским слоем, они выполняют опорную или защитную функцию, скрепляя биологические структуры и придавая им прочность. Главным компонентом хрящей и сухожилий являются фибриллярный белок коллаген, имеющий высокую прочность на разрыв. Выделанная кожа представляет собой почти чистый коллаген. Связки содержат структурный белок, способный растягиваться в двух измерениях. Волосы, нити и перья состоят из прочного нерастворимого белка кератина. Главным компонентом шелковых нитей и паутины является белок фиброин.
Защитные белки.
Иммуноглобулины или антитела - специализированные белки, защищающие организм от вторжения других организмов или предохраняющие от повреждений. Вырабатываемые в лимфоцитах, они обладают способностью распознавать проникшие в организм бактерии, вирусы, чужеродные белки, нейтрализовать их или связываться с ними, вызывая образование осадка. Фибриноген и тромбин - белки, участвующие в процессе свертывания крови, они предохраняют организм от потери крови. Змеиные яды, антибиотики, бактериальные токсины или токсичные белки растений (рицин) выполняют, по-видимому, также защитные функции.
Регуляторные белки.
- А) Белки-гормоны участвуют в системе регуляции клеточной или физиологической активности. Например, инсулин, регулирующий обмен глюкозы; гормон роста, синтезируемый в гипофизе; паратиреоидный гормон, регулирующий транспорт ионов кальция и фосфатов. Б) Белки-репрессоры регулируют синтез ферментов в бактериальных клетках. 9. Другие белки.
Имеется много других белков, функции которых необычны, что затрудняет их классификацию. Монеллин - белок, образующийся в одном из африканских растений, имеет очень сладкий вкус. Плазма крови некоторых арктических и антарктических рыб содержит белки-антифризы, предохраняющие кровь этих рыб от замерзания. "Шарниры" в местах прикрепления крыльев у ряда насекомых состоят из белка резилина, обладающего почти идеальной эластичностью. Энкефалины - короткие пептиды, синтезируемые в центральной нервной системе. Связывание энкефалинов со специфичными рецепторами некоторых клеток мозга приводит к аналгезии, т. е. ослаблению болевых ощущений. Энкефалины представляют собой наркотические вещества (опиаты), вырабатываемые самим организмом. Они связываются с теми же участками мозга, что и морфин, героин и др.
II. Классификация по форме молекул
Глобулярные и фибриллярные.
В глобулярных белках полипептидные цепи свернуты в плотную компактную структуру сферической или глобулярной формы. Обычно глобулярные белки растворимы в воде, легко диффундируют, они легко подвижны, динамичны. К глобулярным белкам относятся почти все ферменты, транспортные белки, антитела. Фибриллярные белки представляют собой нерастворимые в воде длинные нитевидные молекулы, полипептидные цепи которых вытянуты вдоль одной оси. Большинство фибриллярных белков выполняют структурные или защитные функции.
Образование полипептидов (белков)
Аминокислоты связаны друг с другом пептидной связью
H2N-CHR-CO-OH + H2N-CHR-CO-OH > H2N-CHR-CO-NH-CHR-CO-OH +H2O
2 аминокислоты образуют дипептид. Пептидная связь образуется путем отщепления молекулы воды от карбоксильной группы (-СООН) одной аминокислоты и б-аминогруппы (Н2N-) другой аминокислоты под действием сильных конденсирующих агентов. - CO-NH - - пептидная связь. Аминокислотные звенья, входящие в состав пептида, обычно называют остатками. Аминокислотный остаток, находящийся на том конце пептида, где имеется свободная б-аминогруппа, называется аминоконцевым (N-концевым остатком), остаток с противоположного конца, несущий свободную карбоксильную группу - карбоксиконцевым или С-концевым остатком.
Аминокислотная последовательность полипептидной цепи белка называется первичной структурой белка.
Похожие статьи
-
ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ - Характеристика основных видов растворов
Гидролизом называется обменная реакция между веществом и водой. При гидролизе обычно происходит изменение реакции среды. Если гидролиз не сопровождается...
-
Анализ временных рядов, Стационарные временные ряды и их основные характеристики - Динамические ряды
Стационарные временные ряды и их основные характеристики Поиск модели, адекватно описывающей поведение случайных остатков T анализируемого временного...
-
Белок. Его синтез в организме - Применение нефти и полимеров
Белковые вещества составляют громадный класс органических, то есть углеродистых, а именно углеродисто азотистых соединений, неизбежно встречаемых в...
-
Основные понятия и определения Истинные растворы являются гомогенными смесями веществ, в которых составные части нельзя обнаружить ни визуально, ни с...
-
Классификация белков - Строение белков, качественные реакции на белки
Классификация белков в значительной мере условна и построена на различных, часто случайных, признаках. Белки разделяют на животные, растительные и...
-
ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ - Характеристика основных видов растворов
Все вещества по способности в растворе или в расплавленном состоянии проводить электрический ток можно подразделить на две группы: электролиты и...
-
СЛАБЫЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ - Характеристика основных видов растворов
При растворении в воде слабого электролита устанавливается динамическое равновесие между недиссоциированными молекулами и продуктами их диссоциации -...
-
Линолеум (лат. linum -- лен, полотно + oleum -- масло), плотное гибкое водонепроницаемое искусственное полотно, полимерный рулонный материал для покрытия...
-
1). Современная номенклатура белков молока. 2). Аминокислотный состав белков. 3). Структура белков молока. 4). Казеин - основной белок молока. Общее...
-
Основные характеристики нечетких множеств, Примеры нечетких множеств - Нечеткая логика
Пусть M = [0,1] и A - нечеткое множество с элементами из универсального множества E и множеством принадлежностей M - Величина ?A(x) называется...
-
Основным сырьем для промышленного производства соединений калия служат калийные минералы, содержащиеся в залежах твердых ископаемых природных солей....
-
Виды стекла, Характеристика основных видов стекла - Производство стекла
Вид стекла :Оконное, Посудное, Зеркальное, Парфюмерное, Бутылочное, Полухрусталь, Химико-лабораторное, Термостойкое типа, Опаловое, Термометрическое,...
-
Основные характеристики выборки и генеральной совокупности - Математическая статистика
Числовые характеристики генеральной совокупности называются Генеральными параметрами или просто Параметрами . Например, параметрами нормального...
-
Белки - Строение белков, качественные реакции на белки
Белки - это азотсодержащие высокомолекулярные органические вещества со сложным составом и строением молекул. Общая формула: Белок можно рассматривать как...
-
С развитием системных исследований, с расширением экспериментальных методов изучения реальных явлений все большее значение приобретают абстрактные...
-
Поток событий и его основные характеристики - Сущность метода статистического моделирования
Последовательность однотипных ситуаций следующих друг за другом в случайные моменты времени - Поток событий. Такой поток можно изобразить как...
-
, Основные минералы алюминия - Геохимическая характеристика алюминия
Основные минералы алюминия Геохимические свойства алюминия обусловлены характером строения электронной оболочки его атома, легко теряющего валентные...
-
Осмотическое давление раствора - Характеристика основных видов растворов
В 1748 году было обнаружено явление перехода растворителя через мембрану из менее концентрированного раствора в более концентрированный, которое назвали...
-
ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ (рН) - Характеристика основных видов растворов
Вода - очень слабый электролит, поэтому в незначительной степени диссоциирует на ионы: H2O H+ + OH-. Константа диссоциации воды равна: Kд. = [H+][OH-] /...
-
ВИДЫ РАСТВОРОВ. РАСТВОРИМОСТЬ. ПРОЦЕСС РАСТВОРЕНИЯ - Характеристика основных видов растворов
Растворы - гомогенные системы, состоящие из двух или более компонентов (растворителя, растворенного вещества и продуктов их взаимодействия), состав...
-
В последнее десятилетие в нашей стране очень сильно возросло потребление парфюмерно-косметических товаров. На российском рынке постоянно появляются новые...
-
СИЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ - Характеристика основных видов растворов
В водных растворах сильные электролиты полностью диссоциированы, поэтому даже при малых концентрациях растворов энергия электростатического...
-
Жиры как продукты питания - Общая характеристика жиров
Животные жиры и растительные масла, наряду с белками и углеводами - одна из главных составляющих нормального питания человека. Они являются основным...
-
Главным параметром трансформатора является его мощность. Различают электромагнитную, полезную, расчетную и типовую мощности трансформатора....
-
Огнетушащие порошки представляют собой мелкоизмельченные минеральные соли с различными добавками, препятствующими их слеживанию и комкованию. Основой для...
-
Вода является наиболее широко применяемым средством тушения пожаров, связанных с горением различных веществ и материалов. Достоинствами воды являются ее...
-
Вывод - Строение белков, качественные реакции на белки
Белок в деятельности нашего организма играет важнейшую роль. Какую? Он образовывает и формирует ткани наших органов и мышц. Он необходим при синтезе...
-
Области применения готовой продукции Хлористый калий должен быть изготовлен в соответствии с требованиями существующих стандартов по технологическому...
-
Белки -- гидрофильные вещества. Если растворять сухой белок в воде, то сначала он, как всякое гидрофильное высокомолекулярное соединение, набухает, а...
-
Качественные реакции на белки - Строение белков, качественные реакции на белки
- РЕАКЦИЯ ПИОТРОВСКОГО (БИУРЕТОВАЯ РЕАКЦИЯ) В белках аминокислоты связаны друг с другом по типу полипептидов и дикетопиперазинов. Образование...
-
Строение белков - Строение белков, качественные реакции на белки
Среди органических веществ Белки , или Протеины , -- самые многочисленные, наиболее разнообразные и имеющие первостепенное значение биополимеры. На их...
-
Описание стохастической полумарковской модели управления запасом непрерывного продукта. Основные исходные характеристики Рассмотрим основные...
-
Основные электрохимические характеристики ИСЭ - Электрохимические методы анализа
Основными Электрохимическими характеристиками любого ИСЭ являются: § интервал выполнения электродной функции; § крутизна электродной функции; § предел...
-
ПРОИЗВЕДЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ - Характеристика основных видов растворов
В насыщенном растворе малорастворимого сильного электролита устанав-ливается равновесие между твердой фазой (осадком) и ионами электролита: ВaSO4 (в...
-
Разбавленные Растворы неэлектролитов (веществ, растворы или расплавы которых не проводят электрический ток) обладают рядом свойств, количественное...
-
Существует три основных типа окислительно-восстановительных реакций: 1. Если окислитель и восстановитель находятся в молекулах различных веществ, то...
-
Характеристика основного оборудования - Работа сернокислотного производства
Безопасность оборудования обеспечивается посредством соблюдения требований законодательства в РК в области безопасности машин и оборудования (закон...
-
Окислители и восстановители Все химические реакции можно разделить на два типа: - Реакции, идущие без изменения степени окисления атомов, входящих в...
-
Важнейшей характеристикой раствора является его состав. Содержание растворенного вещества в растворе может быть выражено безразмерными единицами (долями...
-
Мощность производства определяется по производительности электролизера в м3/час производства водорода. Основным технологическим оборудованием являются: -...
Белки - Основная характеристика биомолекул