Свойства белков

Строение белковых молекул

Различают первичную, вторичную, третичную и четвертичную структуры белковой молекулы.

Первичная структура характеризуется последовательностью аминокислотных остатков в молекуле белка, соединенных пептидной связью.

Вторичная структура образуется при закручивании полипептидной цепи в спираль. Спиральная структура поддерживается водородными связями, возникающими между NН–группами и СО–группами соседних витков.

Третичная структура характеризуется более сложным пространственным расположением полипептидной цепи. Возникает за счет образования дополнительных связей (сульфидные мостики –S–S–). Третичная структура может быть представлена в виде клубка – глобула (глобулярные белки) и в виде нитей фибрилл (фибриллярные белки).

Четвертичная структура возникает при объединении нескольких полипептидных цепей в единый комплекс. Пр.: гемоглобин человека содержит 4 полипептидные цепи.

 

1) Белки хорошо растворимы в воде, они являются гидрофильными веществами. При этом они образуют коллоидные растворы, которые могут быть в составе цитоплазмы и кариоплазмы.

2) Денатурация – разрушение структуры белковой молекулы. Денатурация может быть:

– обратимой, т.е. структура может восстановиться;

– необратимой, т.е. структура восстановиться не может.

Необратимую денатурацию можно наблюдать при нагревании содержимого куриного яйца: бесцветная жидкость превращается в твердое вещество белого цвета.

 

Функции белков:

1) Пластическая или строительная. Белки входят в состав мембран, кариоплазмы и цитоплазмы.

2) Ферментативная. По химической природе ферменты являются белками. Ферменты – это биологические катализаторы, увеличивающие скорость химических реакций в клетке.

3) Двигательная. Все виды двигательной активности клетки (сокращение мышечных волокон, колебание ресничек и жгутиков и др.) обеспечиваются особыми белковыми структурами.

4) Транспортная. Белки способны переносить различные химические вещества. Пр.: гемоглобин переносит кислород и углекислый газ.

5) Защитная. При попадании бактерий и чужеродных тел в организм вырабатываются антитела белкового происхождения, которые обезвреживают эти бактерии и чужеродные тела.

6) Регуляторная. Белки-гормоны влияют на процессы обмена веществ в организме. Например, гормоны поджелудочной железы, глюкоган и инсулин, регулируют уровень углеводов в крови.

7) Энергетическая. Некоторые белки могут быть использованы клеткой как источник энергии. При полном окислении 1 г белка освобождается 17,6 кДж энергии.

 

Углеводы – сложные органические вещества, состав которых можно выразить формулой С_n(H₂O)_n.

Количество углеводов в животной клетке невелико (от 1 до 5% сухой массы клетки) и значительно выше в растительных клетках (до 70% сухой массы).

Классификация углеводов:

1. Моносахариды или простые углеводы – это бесцветные вещества, сладкие на вкус, хорошо растворимые в воде. К ним относятся:

– гексозы (их молекула содержит 6 атомов углерода): глюкоза, фруктоза, галактоза.

– пентозы (их молекула содержит 5 атомов углерода): рибоза и дезоксирибоза)

2. Дисахариды хорошо растворимы в воде, имеют сладкий вкус. Молекулы этих углеводов образованы двумя моносахаридами. К дисахаридам относятся сахароза и молочный сахар.

3. Полисахариды или сложные углеводы плохо растворимы в воде, не сладкие. К полисахаридам относятся гликоген, крахмал, целлюлоза.

 

Функции углеводов:

1) Пластическая или строительная. Углеводы входят в состав наружной стенки клеточной оболочки (у растительной клетки – целлюлоза, у животной – гликоген).

2) Энергетическая. Углеводы – источник энергии в клетке. При полном расщеплении 1 г углевода освобождается 17,6 кДж энергии.

3) Защитная. Пр.: целлюлоза у растений толстая и механически прочная.

4) Запасная. Гликоген и крахмал играют роль запасных веществ.

 

Липиды – это группа органических веществ, включающая жиры и жироподобные вещества.

Молекулы жиров представляют собой соединение глицерина и высокомолекулярных жирных кислот.

Количество жира в клетке составляет 5-10%, но есть клетки с содержанием жира до 90%.

Жиры

 

жидкиетвердые

содержат непредельные содержат предельные

карбоновые кислоты карбоновые кислоты

(растительные масла: (животное масло:

оливковое, кукурузное, говяжий жир,

подсолнечное) свиной жир)

 

Свойства жиров:

1) Жиры – гидрофобные вещества.

2) Жидкие жиры могут переходить в твердые при насыщении непредельных карбоновых кислот.

3) При гидролизе жиров образуется глицерин и карбоновые кислоты.

 

Функции жиров:

1) Пластическая или строительная. Липиды входят в состав плазматической мембраны.

2) Энергетическая. Липиды – источники энергии в клетке. При полном расщеплении 1 г жира выделяется 38,9 кДж энергии.

3) Защитная. Жиры плохо проводят тепло. Подкожная жировая клетчатка препятствует потере тепла организмом и защищает от механических повреждений.

4) Запасная. Жиры, окисляясь, выделяют воду. Это позволяет некоторым животным долгое время обходится без воды (верблюды в пустыне, животные в период зимней спячки).

 

Нуклеиновые кислоты

Впервые нуклеиновые кислоты были обнаружены в ядре, чем и обусловлено их название (от лат. nucleus – ядро).

Существует 2 типа нуклеиновых кислот:

– ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота)

– РНК (рибонуклеиновая кислота).

 

ДНК состоит из двух спиральнозакрученных нитей. Такая модель была предложена в 1953 году Уотсоном и Криком.

ДНК является биополимером, каждая нить которого состоит из мономеров – нуклеотидов.