Тема 2 нуклеиновые кислоты и нуклеотиды

Классификация белков

Все природные белки (протеины) подразделяют на два больших класса: простые и сложные.

Простые белки гидролизуются кислотами или щелочами до аминокислот и не дают при гидролизе других органических и неорганических соединений. Они состоят только из остатков α-аминокислот. Классификация простых белков основана на растворимости.

1. Альбумины – белки, которые растворяются в воде. К этим белкам относятся белок куриного яйца, белки зародыша семян злаковых (однодольных) растений, белки семян двудольных растений. Из водных растворов эти белки хорошо высаливаются, а при кипячении – денатурируют. Название белков обычно связано с ботаническим названием растения, в котором они локализованы. Альбумины у пшеницы и риса называются лейкозинами, гороха – легумелинами, а у клещевины – рицинами.

2. Глобулины – белки, растворимые в солях. Обычно для их экстракции применяют 10%-ный раствор NaCl. Глобулины составляют большую часть белков семян масличных культур. Многие альбумины и глобулины обладают ферментивными свойствами. Глобулины кукурузы получили название маизин, фасоли – фазеолин, гороха – легулеин, конопли – эдестин, арахиса – арахин, тыквы – кукурбитин.

3. Проламины – белки, которые растворяются в 60-80%-ном растворе этилового спирта. Название «проламины» они получили вследствие того, что в их состав входит большое количество аминокислоты пролина. Проламины синтезируются только в семенах злаковых растений. Проламины пшеницы называют глиадинами, кукурузы – зеинами, сорго – каферинами.

4. Глютелины – белки, которые извлекаются из растительных тканей разбавленными растворами щелочей (0,2%-ный NаОН). Глютелины пшеницы – это глютенин, риса – оризенин.

Проламины и глютелины составляют основную массу клейковины пшеницы. Качество клейковины, а следовательно и муки, зависит от количества и соотношения глиадина и глютенина.

Кроме этих четырех групп белков к простым относят также следующие белки со специфическими свойствами:

5. Протамины – это белки небольшой молекулярной массы, состоящие на 80% из щелочных аминокислот и не содержащие серу.

Эти белки обнаружены только в сперме (молоках) рыб. По величине молекул протамины – самые малые белки. Некоторые из них даже состоят из семи аминоксилот, среди которых аргинин, пролин и серин составляют больше половины молекулы.

6. Гистоны – низкомолекулярные белки также основного характера, содержатся в хромосомах клеточных ядер и играют важную роль в образовании структуры хроматина. Гистоны – настоящие белки, в их состав входят почти все белковые аминокислоты. Они характеризуются высоким содержанием основных аминокислот: примерно каждая четвертая аминокислота – это аргинин или лизин. Они локализованы у растений в ядре клетки, рибосомах и митохондриях, где играют роль структурных элементов этих органоидов.

Сложные белки кроме аминокислотных остатков белковой части молекулы содержат также небелковую, или простетическую группу. Простетическая группа может быть представлена химическими веществами различной природы (табл. 1). Сложные белки подразделяются по небелковому компоненту.

Связи между полипептидными цепями белка и простетической группой могут быть ковалентными и нековалентными.

Таблица 1

Простетические группы некоторых сложных белков

Простетическая группа	Сложный белок
Атомы (ионы) металлов Фосфатные группы Н3РО4 Хлорофилл Моно- и олигосахариды Триацилглицеролы и сложные липиды Флавиннуклеотиды Рибонуклеиновые кислоты Дезоксирибонуклеиновые кислоты	Металлопротеины Фосфопротеины Хромопротеины Гликопротеины Липопротеины Флавопротеины Рибонуклеопротеины (рибосомы) Дезоксирибонуклеопротеины (хроматин)

Среди сложных белков липопротеины и нуклеопротеины различаются очень высокой сложностью строения, образуя в живой клетке надмолекулярные структуры, специфическая организация которых обусловлена биохимическими процессами, протекающими с участием этих белков.

Нуклеиновые кислоты – это высокомолекулярные соединения, состоящие из пуриновых и пиримидиновых азотистых оснований, сахара пентозы (рибозы или дезоксирибозы) и фосфорной кислоты. Представляют собой биополимеры, состоящие из спирально-закрученных полинуклеотидных цепей.

Нуклеиновые кислоты представляют собой макромолекулы кислотного характера, содержащиеся в основном в ядре клетки, а также в цитоплазме.

Биологическая роль нуклеотидов заключается в следующем:

- Входят в состав нуклеиновых кислот.

- Входят в состав ряда ферментов (О – В).

- Участвуют в аккумулировании и переносе энергии.