Статья по химии на тему: Белки читать
Белки
Без белков не будет и жизни в природе: их роль просто уникальна, а строение и состав настолько разнообразны, что позволяют выполнять огромное количество различных, часто кардинально отличных друг от друга, функций. Белки имеют сложную биополимерную структуру и состоят из протеинов (макромолекул), связанных пептидной связью. Часто встречается еще одно название – амидные связи. Но макромолекула белка состоит не только из цепей полимеров достаточно большой длины, а и из молекул других органических соединений. Концы каждой амидной цепи содержат с одной стороны свободную аминогруппу (М-конец), с другой – свободную карбоксильную группу (С-конец). Между карбоксильными и аминогруппами разных цепочек легко возникают водородные связи. Каждая макромолекула белка может содержать одну или несколько амидных связей, которые между собой объединяются поперечными связями. Таким связующим звеном чаще всего выступает сера. Вышеописанный структурный состав белков еще носит название секвенция или первичный белок.
Чтобы получить уникальную пространственную структуру определенного вида белка, пептидные цепочки должны выстроиться в четко определенную конфигурацию. Закрепляют такое построение водородные связи, образующиеся между группировками пептидов на отдельно взятых участках молекулярной полной цепи. Чем больше таких водородных соединений образуется, тем большее количество витков будет иметь структура белка. Более того, их количество всегда стремится к максимуму, что в конечном итоге создает самую выгодную конфигурацию с точки зрения энергетических затрат.
Такая белковая структура впервые была изучена рентгеноструктурным анализом, где за изучаемый объект выступал главный белок волоса – кератин. Исследования проводил американский ученый Полинг. Название структура получила «а-спираль», где одному витку соответствует около 3,6-3,7 молекул аминокислот, и расстояние между ними соответствует 0,54 млрд доли метра. Спиралеподобное строение молекулы уравновешивается водородными внутримолекулярными связями.
Если спираль подвергнуть растяжению, то получится линейная структура белковой молекулы, отличная от первоначальной.
Спирали правильной формы образуются не так часто: мешают силы притяжения или отталкивания. Также на четкость конфигурации могут влиять стерические препятствия в виде пролиновых или оксипролиновых колец, из-за чего пептидная цепь получает резкий изгиб и теряет несколько витков. Затем отдельные части белковой макромолекулы принимают вытянутую (иногда сильноизогнутую) пространственную форму.
Все химические и биологические параметры белков напрямую зависят от того, какую пространственную конфигурацию выберет макромолекула. По этому признаку белки делят на две большие группы: иглобулярные и фибриллярные. Первая категория – это структурный материал, который использует живая природа, вторая – антитела, ферменты и определенные гормоны. Важно отметить тот факт, что это деление носит весьма условный характер, так как существует великое множество промежуточный строений, который сложно четко классифицировать.
см. также:
Все статьи по химии