Question

Белки. Определение класса. Что является мономером, особенности его строения. Классификация аминокислот. Основные химические свойства белков (уравнения реакций) Краткая характеристика структур белка. Выполняемые функции в клетке.

Answer 1

Ответ:

Белки — природные высокомолекулярные вещества (полимеры), состоящие из остатков аминокислот.

Аминокислотные остатки соединены в макромолекулах белков пептидной группой −NH−CO−, поэтому белки относят к полипептидам.

Белки представляют собой биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Все природные белки построены из 20 различных аминокислот.

Классификация аминокислот:

—неполярные (гидрофобные);

— полярные (гидрофильные) незаряженные;

— отрицательно заряженные;

— положительно заряженные при физиологических значениях pH.

Химические свойства белков:

1) Цветные (качественные) реакции на белки :

а) Ксантопротеиновая реакция (на остатки аминокислот, содержащих бензольные кольца)  

белок + HNO3 ⇒ желтое окрашивание

б) Биуретовая реакция (на пептидные связи)

белок + CuSO4 (конц) + NaOH (конц) ⇒ фиолетовое окрашивание

в) Цистеиновая реакция (на остатки аминокислот, содержащих серу)

белок + NaOH + Pb(CH3COO)2 ⇒ черное окрашивание

2) Денатурация

это разрушение вторичной и третичной структуры белка (полное или частичное) и изменение его природных свойств с сохранением первичной структуры белка. Денатурация бывает обратимой и необратимой.

Краткая характеристика структур белка:

1) Первичная структура

Существуют вторичная (спираль) и третичная (клубок) структуры белковых молекул. Они образуются в результате внутримолекулярного взаимодействия частей полипептидной цепи.

2) Вторичная структура

упорядоченное свертывание полипептидной цепи в спираль (имеет вид растянутой пружины). Витки спирали укрепляются водородными связями, возникающими между карбоксильными группами и аминогруппами. Практически все СО- и NН-группы принимают участие в образовании водородных связей.

3) Вторичная структура

укладка полипептидных цепей в глобулы, возникающая в результате возникновения химических связей (водородных, ионных, дисульфидных) и установления гидрофобных взаимодействий между радикалами аминокислотных остатков. Основную роль в образовании третичной структуры играют гидрофильно-гидрофобные взаимодействия.

4) Четвертичная структура

характерна для сложных белков, молекулы которых образованы двумя и более глобулами.

Функции белков

Белки входят в состав цитоплазматической мембраны, цитоплазмы, органоидов и тем самым выполняют строительную функцию в живых организмах. Белок гемоглобин выполняет транспортную функцию. Он переносит кислород от органов дыхания к тканям. При нехватке пищи белки могут выполнять энергетическую функцию. При расщеплении 1 г белка выделяется 17,6 кДж энергии.  Белки выполняют сигнальную, рецепторную, регуляторную и другие функции.

Answer 2

Белки:

Определение и класс: Белки (протеины) - это биомолекулы, состоящие из одного или нескольких длинных полимерных цепей, называемых аминокислотными цепями. Они играют ключевую роль в жизнедеятельности клеток и организмов, выполняя разнообразные функции.

Мономер белка и особенности его строения: Мономером белка является аминокислота. Она состоит из центрального атома углерода, к которому присоединены аминогруппа (NH2), карбоксильная группа (COOH), водород и боковая "R"-группа, определяющая уникальные характеристики каждой аминокислоты.

Классификация аминокислот: Аминокислоты делятся на несколько классов в зависимости от свойств и структуры боковой "R"-группы: алифатические, ароматические, серосодержащие, кислотные, основные, поларные, неполярные и другие.

Основные химические свойства белков:

• Гидролиз: Реакция гидролиза разрывает белковую цепь на отдельные аминокислоты с помощью воды и разрушает пептидные связи.
• Окисление: Белки могут подвергаться окислительным реакциям, приводящим к изменению их структуры и функции.
• Денатурация: Это процесс, при котором белок теряет свою третичную и вторичную структуры из-за изменения условий окружающей среды, таких как высокая температура или изменения pH.

Структуры белков:

1. Первичная структура: Последовательность аминокислот в полипептидной цепи.
2. Вторичная структура: Регулярные пространственные укладки, такие как альфа-спирали и бета-складки, образованные водородными связями между аминокислотами.
3. Третичная структура: Общая пространственная конфигурация всей аминокислотной цепи, включая взаимодействия между боковыми "R"-группами.
4. Кватернарная структура: Взаимное расположение и взаимодействия нескольких полипептидных цепей, образующих сложные белковые комплексы.

Функции белков в клетке:

• Структурная функция: Белки образуют основную структуру клеток и тканей, например, коллаген в соединительных тканях.
• Функция катализа (ферменты): Белки-ферменты ускоряют химические реакции в клетке.
• Транспорт: Белки переносят различные молекулы через мембраны и по кровеносным сосудам.
• Сигнальная функция: Некоторые белки участвуют в передаче сигналов внутри клетки или между клетками.
• Иммунитет: Антитела и другие белки участвуют в защите организма от инфекций.
• Двигательная функция: Миозин и актин участвуют в сокращении мышц.
• Регуляция генов: Некоторые белки участвуют в контроле активности генов.

Белки играют невероятно важную роль в клеточных процессах и функционировании организмов, делая их одной из наиболее изучаемых и основных биомолекул.