Органические вещества клетки. Белки

Из органических веществ, клетки на первом месте по количеству и значению стоят белки. Белки или протеины – это вещества, содержащие углерод, водород, кислород, азот и обычно также серу и фосфор. Белкам присуща громадная молекулярная масса. Например, молекулярная масса гемоглобина – белка красных кровяных клеток – 152000, миозина – белок мышц – 500000. Такие молекулы называются макромолекулами.

Строение белков. Среди органических соединений белки самые сложные. Они относятся к высокомолекулярным соединениям – биополимерам, веществам, молекулы состоят из многократно повторяющихся структурных единиц. Белки – непериодические полимеры, мономерами которых являются аминокислоты.

Белки животных организмов состоят главным образом из аминокислот (обычно 20) и при гидролизе распадаются на аминокислоты. Белки – важнейшая составная часть живых организмов: все ферменты, некоторые гормоны и антибиотики относятся к белкам.

Роль белка в жизни клеток организмов:

1) белки – строительный материал организма (оболочки, мембраны, органоиды);

2) каталитическая функция – ферменты, ускоряющие реакции в сотни миллионов раз;

3) двигательная функция – движение жгутиковых, инфузорий, сокращение мышц;

4) транспортная функция – гемоглобины крови;

5) защитная – антитела крови;

6) энергетическая функция - при расщеплении 1 г белков освобождается 17,6 кДж энергии.

Важным этапом в исследовании строения белка явилось установление в них пептидной связи, образованной из карбонильной группы и аминогруппы, входящих в состав различных амикокислот. Впервые важная роль группы -NH-CО - в построении белковой молекулы отмечена А.Д.Данилевским (1888 г).

Из различных аминокислот только a -аминокислоты могут образовывать дипептиды. Например: из a-аминокислот глицина и аланина образуется дипептид – глицил-аланин:

В зависимости от числа аминокислотных остатков, входящих в состав молекулы полипептида, различают ди-, три- и т.д. полипептиды.

Установление последовательности расположения аминокислотных остатков в одной или нескольких полипептидных цепях, составляющих молекулу белка, является первоначальной целью при исследовании его структуры. В строении молекул белков различают четыре уровня организации:

1) первичная структура – полипептидная цепь из аминокислот, связанных в определенной последовательности пептидными связями;

2) вторичная структура – полипептидная цепь в виде спирали. Между пептидными связями соседних витков и другими атомами возникают многочисленные водородные связи, обеспечивающие прочную структуру;

3) третичная структура – специфическая для каждого белка конфигурация в виде глобулы;

4) четвертичная структура возникает при соединении нескольких макромолекул, образующих агрегаты.

Нарушение природной структуры белка называется денатурацией, под воздействием высокой температурь, химических веществ, света.