Химическое строение белков

Белки были выделены в отдельный класс биологических молекул еще в XVIII в., Когда было отмечено их уникальное свойство превращаться в желеобразную вещество при нагревании или действия кислот. В то время одним из основных объектов исследований был яичный белок, откуда и пошли его русский и украинский названия. В английском языке все белки называют протеинами (от греч. Npomoc – первый).

Полипептиды, которые имеют огромные размеры и молекулярную массу более 6000, называют белками. В состав белков, кроме углерода, водорода, кислорода, азота и серы – элементов, образующих аминокислоты, могут входить еще Фосфор, железо, цинк и медь, которые образуют с белками молекулярные комплексы.

Полипептидные цепи белков, в отличие от полисахаридов, не имеют разветвленной структуры. Обычно в их состав входит от 100 до 500 остатков аминокислот, а молекулярная масса колеблется от 10 до 100 тысяч. Однако есть такие белки, имеющие более 300 000 остатков аминокислот и молекулярную массу примерно 40 миллионов. Они входят в состав вирусов. Если заметить, что белки строятся из 20 аминокислот, а их молекулы насчитывают сотни остатков, становится понятным, что многообразие белков на уровне последовательности аминокислот практически безграничным. Это позволяет белкам иметь разнообразную структуру, различные химические и физические свойства и соответственно выполнять целый спектр функций.

Поэтому не случайно, что в клетке белков больше, чем любых других органических соединений. В сухом веществе клетки белками приходится более 50 %. Белки – это важнейший компонент пищи животных.

Не существует даже двух различных белков, которые должны совершенно одинаковую третичную структуру. Это означает, что каждому виду белка присуща уникальная, причем довольно причудливая, форма укладки молекулы, которая является лучшей для ее эффективного функционирования.

Стабильность третичной структуры зависит от внутриклеточной среды, в частности от pH и температуры. Значительные колебания температуры или изменения химического состава клетки нарушают третичную структуру белка и немедленно влияют на его функционирование. Чрезмерное нагревание или влияние сильнодействующих химических веществ приводит к денатурации (от лат. Где – отделение и натура – природные свойства) – разрушение третичной структуры белка. Именно поэтому такой опасной для человека является температура, выше +41 ° С. При такой температуре уже может начаться денатурация белков, что неминуемо приведет к смерти.

Четвертичная структура. Отдельные виды белков образуют надмолекулярные структуры, в которых обычно соединены две или четыре одинаковые или очень близкие по строению молекулы. Объединение этих молекул в одну структуру происходит за счет ионных и водородных связей. Например, гемоглобин – пигмент крови человека – состоит из четырех соединенных друг с другом молекул – субоды – ниц, две из которых называются а- гемоглобинами, а две – (С – гемоглобинами (120). Эти субъединицы, соединившись, образуют надмолекулярной комплекс, который имеет вид правильного тетраэдра. Считается, что четвертичная структура характерна для белков, функции которых особенно важны для организма, поэтому их активные центры должны быть очень стабильными.