Хімічний склад білків

Елементний склад. Дослідження елементного складу білків розпочалось ще на початку XIX ст. Перші дані про елементарний склад білків з'явились у 1800 р. на основі досліджень Ф. Грена. У результаті хімічного аналізу білків було визначено їх важливі складові елементи та кількісне співвідношення. Так, було встановлено, що до складу білків входять, %: вуглець — 50—55. водень — 6,5—7,3, азот — 15— 17, кисень — 21—23, сірка — 0,3—2,5. У складі білків було виявлено також фосфор, йод, залізо та інші елементи.

Оскільки у складі різних білків найбільш стабільним є вміст азоту (16 %), то за його кількістю почали визначати вміст білків у тканинах органів, рідинах, препаратах тощо. Для цього одержану в результаті аналізу кількість азоту множать на коефіцієнт 6,25 (100 : 16 = = 6,25).

Амінокислотний склад. Разом з визначенням елементного складу білків було розпочато вивчення і їх будови. Спочатку вважали, що основними структурними компонентами молекул білка є пептони, які було виділено при гідролізі різних білків. Пізніше (серед продуктів розщеплення білків) дослідники звернули увагу на речовини, які довгий час розглядалися ними не як складові частини молекул білка, а як продукти дії на білкові речовини сильних хімічних реагентів.

У 1820 р. А. Браконно вперше при кислотному гідролізі білка (желатини) виділив амінокислоту — гліцин. Оскільки амінокислота була солодка на смак, то її назвали глікоколом (від грец. glucus — сололкнй і лат. colla — клей).

Дещо пізніше (в 1871 р. російським хіміком М. М. Любавіним) було доведено, що і при ферментативному гідролізі білки розкладаються на амінокислоти. Отже, в другій половині XIX ст. було встановлено, що основними структурними компонентами білка є амінокислоти.

Характеристика амінокислот і

Для розуміння хімічної структури і властивостей білків важливе значення має вивчення хімічної природи і властивостей їх елементарних ланок — амінокислот. У природі виявлено багато різних амінокислот, проте до складу більшості білків їх входить лише 20. Близько 10 амінокислот зустрічається у білках досить рідко. Всі амінокислоти, що входять до складу білків, часто називають протеїногенними. Решта

IS

Таблиця 4. Незамінні (^:), напівнезамінні (±) і замінні (—) амінокислоти, необхідні для деяких видів організмів (за Любке та ін.)

	Потреба в амінокислотах
Амінокислота	X І X і	щурів	І Z	1	лосося	я І	Ті 5

—	—	±	—	+	—
+	—	4-	+	4-	+
—	4-	4-	4-	4-
+	+	~	4-	4-	-г
+	+	+	4-	+	4~
+	+	4-	+	4-	4-
1	і	4-	4-	j_
±	±	+	4-	4-
+	+	+	+	т	+
±	±	4-	—	—	—
+	4-	4-	f	+	4-
+	Т"	4-	4-	• +	4-

Гліцин —

Аланін —

Валін +

Лейцин +

Ізолейцин 4"

Цистеїн —

Метіонін -f-

Сернн —

Треонін -f- Аспарагінова кислота — Глутамінова кислота —

Лізин 4-

Аргінін ±

Фенілаланін -f

Тирозин ±

Гістидин ±

Триптофан 4-

Пролін —

амінокислот входить до складу фізіологічно активних речовин (гормонів, коферментів, антибіотиків) або знаходиться в органах та тканинах тварин і рослин у вільному стані — непротеїнпге^ні.

Усі амінокислоті/, які виявлено в складі білка, синтезуються в рослинних організмах. В організмі людини і тварин синтезується лише частина протеїногенних амінокислот, а деякі з них утворюються в недостатній кількості для нормального синтезу білка. В зв'язку з ним усі протеїногенні амінокислоти поділяють на три групи: незамінні, напівіТеламінні і замінні.

Незамі ін — не такі амінокислоти, які в організмі

не синтезуються. Тому вони повинні обов'язково поступати в організм ззовні, в основному з їжею. Для організму людини повністю незамінними є вісім амінокислот: валін, лейцин, ізолейцин, треонін, лізин, метіонін, фенілаланін і триптофан.

До наиівдеІДМІннихдіалежать амінокислоти, які синтезуються в організмі в недостатній кількості. Такі амінокислоти повинні частково поступати з організм з їжею. Для організму людини такими амінокислотами є аргінін, тирозин і гістидин.

Заміни кислоти синтезуються в організмі з цілого ряду ор-

ганічних сполук, в тому числі з деяких амінокислот. Організм може певний час обходитися без таких амінокислот при умові, що з їжею поступатимуть речовини, з яких синтезуються замінні амінокислоти.

49

Разом з цим необхідно зауважити, то для деяких організмів необхідна більша кількість незамінних амінокислот, ніж вісім (табл. 4). Так, для організму щурів і мишей необхідно дев'ять незамінних амінокислот (до восьми вищеназваних амінокислот додається ще одна — гістидин). 6 певні відхилення і щодо визначення напівнезамінних амінокислот. Дані табл. 4 свідчать про те, що для різних видів організмів мають місце свої особливості у визначенні незамінних, напівнезамінних і замінних амінокислот.

Амінокислоти — похідні карбонових кислот аліфатичного або ароматичного ряду, в молекулах яких один чи кілька атомів водню заміщені на аміногрупу. Залежно від того, біля якого вуглецевого атома заміщено атом водню, розрізняють а-, р- і "^-амінокислоти.

В амінокислотах, які входять до складу білків, аміногрупа розміщена біля а-вугленевого атома, тобто усі вони є а-амінокислотами. Загальну формулу амінокислот можна записати так: