Белки и их биологическая функция
В количественном отношении белки занимают первое место среди всех макромолекул в живой клетке, они выполняют многообразные биологические функции, поэтому изучение биологических макромолекул целесообразно начать с белков или протеинов (главный, первый).
Белки — полимерные молекулы, в которых мономерами служат аминокислоты. В составе белков в организме человека встречают только 20 аминокислот. Одни и те же аминокислоты присутствуют в различных по структуре и функциям белках. Индивидуальность белковых молекул определяется порядком чередования аминокислот в белке. Аминокислоты можно рассматривать как буквы алфавита, при помощи которых, как в слове, записывается информация. Слово несёт информацию, например о предмете или действии, а последовательность аминокислот в белке несёт информацию о построении пространственной структуры и функции данного белка.
Общая структурная особенность аминокислот — наличие амино-NH2 и карбоксильной –COOH групп, соединённых с одним и тем же α-углеродным атомом. R — радикал аминокислот — в простейшем случае представлен атомом водорода (глицин), но может иметь и более сложное строение.
В водных растворах при нейтральном значении рН α-аминокислоты существуют в виде биполярных ионов.
NH3+– СН – СОО-
R
19 из 20 аминокислот содержат в α -положении асимметричный атом углерода, с которым связаны 4 разные замещающие группы. В результате эти аминокислоты
в природе могут находиться в двух разных изомерных формах — L и D. Исключение составляет глицин, который не имеет асимметричного α-углеродного атома, так как его радикал представлен только атомом водорода. В составе белков присутствуют только L-изомеры аминокислот.
Все 20 аминокислот различаются по строению, размерам и физико-химическим свойствам радикалов, присоединённых к α -углеродному атому.
Классификация аминокислотпо растворимости их радикалов в воде
Все 20 аминокислот в белках организма человека можно сгруппировать по способности их радикалов растворяться в воде. Радикалы можно выстроить в непрерывный ряд, начинающийся полностью гидрофобными и заканчивающийся сильно гидрофильными.
Растворимость радикалов аминокислот определяется полярностью функциональных групп, входящих в состав молекулы (полярные группы притягивают воду, неполярные её отталкивают).
ниже приведены радикалы 20 аминокислот,в соответствии с их полярностью: