Химические свойства белков

Урок 48                                                    Лекция

Тема: «Белки»

Цель: расширить знания о важнейших классах биологически значимых органических соединений - белках

 

Среди органических веществ белки занимают первое место как по количеству, так и по значению.

Белки – это непериодические полимеры, мономерами которых являются аминокислоты.

В организме человека встречается 5 млн типов белковых молекул, отличающихся не только друг от друга, но и от белков других организмов. Такое разнообразие обеспечивается сочетанием всего лишь 20 разных аминокислот, составляющих несколько сотен, а иногда и тысяч комбинаций.

Строение белковых молекул

Молекула белка напоминает нитку, унизанную разноцветными бусинами и скрученную в виде спирали. «Бусины» - это аминокислоты. Белки разного размера включают в себя от нескольких десятков до нескольких сотен и даже тысяч аминокислот. В среднем длина белка - около 300 аминокислот.

Последовательность соединения аминокислотных остатков в полипептидной цепи получила название первичной структурой белка.

Группа атомов –СО – NH -, с помощью которой связаны две ά- аминокислоты, называется пептидной связью.

Вторичная структура -это спираль, которая образуется в результате скручивания полипептидной цепи за счет водородных связей между группами СО и NH.

Третичная структура -пространственная конфигурация спирали в пространстве. Эта структура поддерживается за счет гидрофобных взаимодействий, водородных, дисульфидных, ионных связей.

Четвертичная структура - способ совместной укладки нескольких глобул. Есть не у всех белков.

Структура белков

Биологическая активность белков определяется третичной и четвертичной структурами.

Физические свойства белков

Физические свойства белков весьма разнообразны. Одни белки растворимы в воде, либо растворах солей, кислот или оснований. Из-за большого размера молекул образующиеся растворы являются коллоидными. Другие белки вообще нерастворимы. Прочность белковых молекул просто поразительна! Человеческий волос прочнее меди и может соперничать со специальными видами стали. Пучок волос площадью 1 см² выдерживает вес в 5 тонн, а на женской косе в 200 тыс. волосинок можно поднять груженый КамАЗ весом 20 т.

Функции белков

Функции белковв клетке чрезвычайно многообразны.

Одна из важнейших — строительная (структурная) функция. Это основной строительный материал тканей: сухожилий, мускульных и покровных тканей.

Исключительно важное значение имеет каталитическая (ферментативная) роль белков. Все ферменты — вещества белковой природы, они ускоряют химические реакции, протекающие в клетке, в десятки и сотни тысяч раз.

Двигательная функция живых организмов обеспечивается специальными сократительными белками.

Транспортная функция белков заключается в присоединении химических элементов (например, кислорода) или биологически активных веществ (гормонов) и переносе их к различным тканям и органам тела. Перенос кислорода, осуществляется молекулами гемоглобина - белка эритроцитов.

Защитная функция. При поступлении в организм чужеродных белков или микроорганизмов в белых кровяных тельцах — лейкоцитах — образуются особые белки — антитела. Они связывают и обезвреживают несвойственные организму вещества.

Гормональная функция. Обмен веществ в организме регулируется разнообразными механизмами. В этой регуляции важное место занимают гормоны, вырабатываемые в железах внутренней секреции. Инсулин – регулирует содержание сахара в крови.

Химические свойства белков

Под влиянием ряда факторов (нагревания, действия радиации, сильное встряхивание) может нарушиться конфигурация молекулы белка – ее вторичная и третичная структура. Этот процесс называется денатурацией белка.

Сильное нагревание вызывает не толькоденатурациюбелков, но их разложение с выделением летучих продуктов.

Белки дают цветные реакции, по которым их моно распознать среди других веществ. Например, если к раствору белка прилить концентрированный раствор азотной кислоты появится желтое окрашивание. Эта реакция называется ксантопротеиновая реакция.   

При действии на белки раствора солей меди (II) в щелочной среде возникает сиреневое или фиолетовое окрашивание. Эта реакция называется биуретовая реакция.

 

Ответьте на вопросы

1. Какие вещества называются белками?

2. Какие функции в организме выполняют белки?

3. Перечислите структуры белка?

4. Какой процесс происходит с белками при варке яиц?

5. Если на белок капнуть концентрированную азотную кислоту, что произойдёт?