Глава 6
БІЛКИ
Білки – основа всього живого. Вони є компонентами всіх клітин і тканин живих організмів. До білкових речовин належать ферменти, деякі гормони та ін. Поряд з нуклеїновими кислотами білки являють собою найскладніші зі створених природою біополімерів. Молекулярна маса білків складає від 5000 до багатьох мільйонів. Білки з низькою молекулярною масою називаються пептидами. Мономерними одиницями білків і пептидів є α-амінокислоти.
6.1. α-АМІНОКИСЛОТИ ЯК МОНОМЕРИ БІЛКІВ
До складу більшості білків входить близько 25 різних α-амінокислот загальної формули R — (NH2)CH—СООН, з яких приблизно 20 присутні в кожній білковій молекулі. Основні а-амінокислоти, що входять до складу білків, подані в табл. 6.1.
В номенклатурі а-амінокислот частіше застосовують тривіальні назви: гліцин, аланін, валін, лейцин та ін. У біохімії використовують також трилітерні скорочення тривіальних назв, наприклад: гліцин – Глі, аланін – Ала, валін – Вал. Систематичні назви для природних α-амінокислот практично не застосовують.
За хімічною природою залишку, зв'язаного з α-амінокислотним фрагментом – (NH2)COOH, α-амінокислоти поділяють на аліфатичні, ароматичні та гетероциклічні.
У гетероциклічних α-амінокислот проліну та оксипроліну α-амінокислотний фрагмент входить до складу гетероциклу:
Таблиця 6.1
α-Амінокислоти, котрі входять до складу білків
У залежності від кількості -NH2 та -СООН групку молекулі розрізняють α-амінокислоти: моноаміномонокарбонові (гліцин, валін та ін.), моноамінодикарбонові (аспарагінова, глутамінова кислоти та їх аміди) та діаміномонокарбонові (орнітин, лізин, аргінін, гістидин).
За кислотно-основними властивостями α-амінокислоти поділяють на нейтральні (містять рівну кількість аміно- та карбоксильних груп), кислі (з додатковою карбоксильною групою) та основні (з додатковою аміногрупою).
Більшість α-амінокислот утворюється в організмі (замінні амінокислоти), але деякі α-амінокислоти організм людини нездатний синтезувати; вони надходять у складі білків, які вводяться в організм з їжею (незамінні амінокислоти, табл. 6.1).
Стереоізомерія
Усі α-амінокислоти, за винятком гліцину, містять хіральний α-вуглецевий атом та існують у вигляді пари енантіомерів. Для позначення конфігурацій при хіральному центрі застосовують D, L -систему:
α-Амінокислоти. котрі входять до складу білків тварин і людини, мають L -конфігурацію. Амінокислоти D -ряду зустрічаються лише в небілкових компонентах рослин і грибів, а також синтезуються мікроорганізмами.
Деякі амінокислоти, наприклад, ізолейцин і треонін, містять по два хіральні центри і можуть існувати у вигляді двох пар енантіомерів; у білках зустрічаються такі їх ізомери:
Використання α-амінокислот L -ряду для біосинтезу білків мас найважливіше значення у формуванні їх просторової структури та виявленні біологічної активності.