Теоретичні основи хімії амінокислот і білків

Кольорові реакції на білки і амінокислоти. Хроматографія амінокислот

Мета роботи: ознайомитися з універсальними (біуретова, нінгідринова) і специфічними (ксантопротеїнова, Адамкевича, Паулі, Сакагучі, Фоля) реакціями на білки. Практично одержати кольорові продукти реакції. Розділити суміш амінокислот методом хроматографії на папері.

Теоретичні основи хімії амінокислот і білків

Білки є біополімерами, які побудовані із α-амінокислот, з’єднаних між собою пептидними зв’язками. Пептидний зв’язок утворюється внаслідок взаємодії карбоксильної групи однієї амінокислоти з аміногрупою іншої амінокислоти:

В білках розрізняють чотири рівні структурної організації. Первинна структура визначається послідовністю амінокислотних залишків. Під вторинною структурою розуміють спосіб скручування поліпептидного ланцюга в спіральну або іншу конформацію (β-структуру), під третинною – спосіб розміщення ділянок поліпептидної спіралі в просторі. Четвертинна структура означає розміщення в просторі окремих поліпептидних ланцюгів у макромолекулярний комплекс. Просторова структура білків визначається послідовністю амінокислотних залишків поліпептидного ланцюга і, перш за все, полярністю їх радикалів. В загальному вигляді ділянку поліпептидного ланцюга можна зобразити так:

де R_n – радикали амінокислот.

Розрізняють амінокислоти з полярними, неполярними та іоногенними радикалами. Полярні та іоногенні радикали взаємодіють з диполями води, в результаті чого останні утворюють на поверхні молекули білка гідратну оболонку. Неполярні радикали взаємодіють між собою і, уникаючи невигідного контакту з водою, зближуються в просторі.

Просторова структура, властива даному білку при фізіологічних значеннях рН і температури, одержала назву нативної конформації. Вона визначає біологічні і фізико-хімічні властивості білків. Амінокислоти у водних розчинах знаходяться у вигляді біполярних іонів (цвіттеріонів):

що дозволяє моделювати кислотно-основні властивості білків, їх амфотерний характер.

До складу білків входить близько 20 α-амінокислот, що відносяться до L-ряду і здатні повертати площину поляризованого світла (за винятком гліцину). Всі амінокислоти розділяються за своєю здатністю бути синтезованими в тому чи іншому живому організмі. Це привело до поняття по незамінні амінокислоти. Для людини відомо 8 незамінних амінокислот: валін, лейцин, ізолейцин, треонін, метіонін, триптофан, фенілаланін, лізин. За наявністю, вмістом і співвідношенням незамінних амінокислот визначають харчову цінність білків.