Аминокислоты, белки
HN — C
O
Такие циклические внутренние смешанные ангидриды при нагревании
распадаются с выделением CO2 и образованием высокомолекулярных полипетидов:
O
R—CH—C R R
|
|
n O nCO2 + —HN—CH—C—(HN—CH—C—)n-1
| |
HN — C O O
O
В химии белков и полипептидов для сокращения принято писать формулы,
обозначая остатки аминокислот буквами. Например, Glu- обозначение
глутаминовой кислоты, Cys- цистеина, Gly- глицина и т.д. Сокращенная
формула глутатиона будет в таком изображении
Gly—Cys—Gly
Белковые вещества. Классификация.
Белки - высокомолекулярные природные полимеры, построенные из остатков
аминокислот, соединенных амидной (пептидной) связью -CO-NH-.
Каждый Б. характеризуется специфической аминокислотной
последовательностью и индивидуальной пространственной структурой
(конформацией). На долю белков приходится не менее 50% сухой массы
органических соединений животной клетки. Функционирование белка лежит в
основе важнейших процессов жизнедеятельности организма. Обмен веществ
(пищеварение, дыхание и др.), мышечное сокращение, нервная проводимость и
жизнь клетки в целом неразрывно связаны с активностью ферментов -
высокоспецифичных катализаторов биохимических реакций, являющихся белками.
Основу костной и соединительной тканей, шерсти, роговых образований
составляют структурные белки. Они же формируют остов клеточных органелл
(митохондрий, мембран и др.). Расхождение хромосом при делении клетки,
движение жгутиков, работа мышц животных и человека осуществляются по
единому механизму при посредстве белка сократительной системы (напр.,
Актин, Миозин). Важную группу составляют регуляторные белки, контролирующие
биосинтез белка и нуклеиновых кислот. К регуляторным белкам относятся также
пептидно-белковые гормоны, которые секретируются эндокринными железами.
Информация о состоянии внешней среды, различные регуляторные сигналы (в т.
ч. гормональные) воспринимаются клеткой с помощью спец. рецепторных белков,
располагающихся на наружной поверхности плазматической мембраны. Эти белки
играют важную роль в передаче нервного возбуждения и в ориентированном
движении клетки (хемотаксисе). В активном транспорте ионов, липидов,
сахаров и аминокислот через биологические мембраны участвуют транспортные
белки, или белки-переносчики. К последним относятся также гемоглобин и
миоглобин, осуществляющие перенос кислорода. Преобразование и утилизация
энергии, поступающей в организм с питанием, а также энергии солнечного
излучения происходят при участии белков биоэнергетической системы (напр.,
родопсин, цитохромы). Большое значение имеют пищевые и запасные белки (
напр., Казеин, Проламины), играющие важную роль в развитии и
функционировании организмов. Защитные системы высших организмов формируются
защитными белками, к которым относятся иммуноглобулины (ответственны за
иммунитет), белки комплемента (ответственны за лизис чужеродных клеток и
активацию иммунологической функции), белки системы свертывания крови (
напр. Тромбин, Фибрин) и противовирусный белок интерферон.
По составу белки делят на простые, состоящие только из аминокислотных
остатков (протеины), и сложные (протеиды). Сложные могут включать ионы
металла (металлопротеиды) или пигмент (хромопротеиды), образовывать прочные
комплексы с липидами (липопротеины), нуклеиновыми кислотами
(нуклеопротеиды), а также ковалентно связывать остаток фосфорной кислоты
(фосфопротеиды), углевода (гликопротеины) или нуклеиновой кислоты (геномы
некоторых вирусов).
По ряду характерных свойств протеины можно разделить на несколько
подгрупп:
Альбумины. Они растворимы в воде, свёртываются при нагревании, нейтральны,
сравнительно трудно осаждаются растворами солей. Примерами их могут
служить: альбумин белка куриного яйца, альбумин кровяной сыворотки,
альбумин мускульной ткани, молочный альбумин.
Глобулины. Они нерастворимы в воде, но растворяются в очень слабых
растворах солей. Более концентрированными растворами солей они вновь
осаждаются; осаждение происходит при меньшей концентрации, чем та, которая
необходима для осаждения альбуминов. Эти белки являются очень слабыми
кислотами. Примерами глобулинов могут служить: фибриноген, глобулин
кровяной сыворотки, глобулин мускульной ткани, глобулин белка куриного
яйца.
Гистоны. Белки основного характера. Находятся в виде нуклеопротеидов в
лейкоцитах и красных кровяных шариках.
Протамины. Не содержат серы, обладают сравнительно сильными основными
свойствами, дают кристаллические соли; содержатся (в виде нуклеопротеинов)
в сперматозоидах рыб.
Проламины. Находятся в зернах различных хлебных злаков. Замечательной их
особенностью является растворимость в 80% -ном спирте. Представителем этих
белков может служить глиадин, составляющий главную часть клейковины.
Склеропротеины. Нерастворимые белки, которые составляют наружный покров
тела животного и находятся в скелете и в соединительной ткани. К ним
относятся кератин, коллагены, эластин, фиброин.
Керотин является главной составной частью волос, рогов, копыт, ногтей,
перьев и верхнего слоя кожи. Скорлупа куриного яйца состоит из извести и
кератина. Если растворить известь скорлупы яйца в кислоте, то останется
мягкая кожа, состоящая из кератина; из кератина состоит кожица, которая
следует за скорлупой яйца. По химическому составу кератин богат серой.
Коллагены. Чрезвычайно распространены в живых организмах. Из коллагенов
состоит соединительная ткань; они находятся в хрящах. Кости позвоночных
животных состоят из неорганических веществ (фосфорнокислого и углекислого
кальция), жира и коллагенов.
При кипячении с водой или при действии перегретого водяного пара коллагены
образуют клей. Если из костей извлечь жир и потом, обработав их кислотой,
растворить фосфорнокислый кальций, то останется белковое вещество-оссеин.
При обработке оссеина перегретым водяным паром он переходит в клей. Чистый
костяной клей называется желатиной. Особенно чистая желатина получается из
рыбьего пузыря кипячением с водой.
Эластин входит в состав жил и других эластичных веществ соединительной
ткани.
Нити сырого шелка состоят из белкового вещества-фиброина, покрытого
другим белковым веществом, играющим роль шелкового клея,-серицином. При
кипячении с водой шелк освобождается от клея который при этом переходит в
раствор.
Протеиды также можно разделить на несколько групп: фосфоропротеиды
содержат в своем составе фосфор. Они, в противоположность протаминам,
обладающим, как указано выше, основными свойствами, имеют определенно
выраженный кислотный характер.
Главнейшим представителем фосфоропротеидов является казеин молока. Он
обладает настолько ясно выраженным кислотным характером, что разлагает
углекислые соли с выделением углекислого газа. Казеин растворяется в слабых
растворах щелочей, образуя с ними соли. Соли казеина называются
казеинатами.
При нагревании казеин не свертывается. При действии кислот на соли
казеина он выделяется в свободном виде. Этим объясняется свертывание молока
при прокисании.
Казеин применяется для изготовления твердой, напоминающей рог пластмассы-
галалита).Для получения галалита казеин смешивают с водой, красками и
наполнителями, прессуют под давлением, и полученные пластины обрабатывают
формалином. Казеин содержит фосфор в виде сложного эфира фосфорной кислоты.
Из других фосфоропротеинов следует отметить вителлин, который находится в
желтке куриного яйца.
Нуклеопротеиды находятся в клеточных ядрах. При осторожном гидролизе они
расщепляются на белок и нуклеиновую кислоту.
Нуклеиновые кислоты являются весьма сложными веществами, расщепляющимися
при гидролизе на фосфорную кислоту, углеводы и азотосодержащие органические
вещества группы пиримидина и группы пурина.
Хромопротеиды. Под этим названием известны протеиды, которые представляют
собой сочетание белков с окрашенными веществами. Из хромопротеидов наиболее
изучен гемоглобин красящее вещество красных кровяных шариков. Гемоглобин,
соединяясь с кислородом,
превращается в оксигемоглобин, который, отдавая свой кислород другим
веществам, снова превращается в гемоглобин. Значение гемоглобина в жизни
человека и животных очень велико. Он играет роль переносчика кислорода от
легких к тканям. Образовавшийся в легких оксигемоглабин кровью разносится
по телу и, отдавая свой кислород, способствует протекание в организме
окислительных процессов. Кроме того, гемоглобин вместе с плазмой крови
осуществляет регуляцию величины pH крови и перенос углекислоты в организме.
Характерной особенностью гемоглобина является его способность соединятся
с окисью углерода, после чего он теряет способность соединяться с
кислородом. Этим объясняется ядовитое действии окиси углерода.
Гемоглобин представляет собой соединение белка глобина с красящим началом
гемохромогеном. Вне организма гемоглобин, при действии воздуха,
превращается в метгемоглобин, который от
| |  скачать работу |
Аминокислоты, белки |
