24. Белки как биополимеры. Свойства и биологические функции белков.

Белки – это биополимеры, состоящие из остатков α-аминокислот, соединённых между собой пептидными связями (-CO-NH-). Белки входят в состав клеток и тканей всех живых организмов. В молекулы белков входит 20 остатков различных аминокислот.

Структура белка

Белки обладают неисчерпаемым разнообразием структур.

Первичная структура белка – это последовательность аминокислотных звеньев в линейной полипептидной цепи.

Вторичная структура – это пространственная конфигурация белковой молекулы, напоминающая спираль, которая образуется в результате скручивания полипептидной цепи за счёт водородных связей между группами: CO и NH.

Третичная структура – это пространственная конфигурация, которую принимает закрученная в спираль полипептидная цепь.

Четвертичная структура – это полимерные образования из нескольких макромолекул белка.

Физические свойства

Свойства белков весьма разнообразны, которые они выполняют. Одни белки растворяются в воде, образуя, как правило, коллоидные растворы (например, белок яйца); другие растворяются в разбавленных растворах солей; третьи нерастворимы (например, белки покровных тканей).

Химические свойства

1. Денатурация – разрушение вторичной, третичной структуры белка под действием различных факторов: температура, действие кислот, солей тяжёлых металлов, спиртов и т.д.

2. Качественные реакции на белки:

а) При горении белка – запах палёных перьев.

б) Белок +HNO₃ → жёлтая окраска

в) Раствор белка +NaOH + CuSO₄ → фиолетовая окраска

3. Гидролиз

Белок + Н₂О → смесь аминокислот

Функции белков в природе:

• каталитические (ферменты);

• регуляторные (гормоны);

• структурные (кератин шерсти, фиброин шелка, коллаген);

• двигательные (актин, миозин);

• транспортные (гемоглобин);

• запасные (казеин, яичный альбумин);

• защитные (иммуноглобулины) и т.д.

25. Общая характеристика высокомолекулярных соединений: состав, строение, реакции, лежащие в основе их получения (на примере полиэтилена или синтетического каучука).

Высокомолекулярными соединениями (ВМС) или полимерами называются вещества, имеющие большую молекулярную массу, состоящую из множества повторяющихся структурных звеньев. Существуют природные полимеры (крахмал, белки, целлюлоза, каучук) и синтетические полимеры (полиэтилен, фенопласты). Низкомолекулярные вещества, из которых синтезируют полимеры, называются мономерами.

CH₂=CH₂ мономер полиэтилена - этилен

(-CH₂-CH₂-)_n –молекула полимера

-CH₂-CH₂- – структурное звено – многократно повторяющаяся группа атомов

n – степень полимеризации (число звеньев в молекуле полимера)

Молекулярная масса полимера непостоянна и зависит от числа n. Макромолекулы полимеров могут иметь различную пространственную структуру:

1. Линейную (полиэтилен, полипропилен);

2. Разветвлённую (крахмал);

3. Пространственную (резина).

Физические свойства

Полимеры имеют высокую механическую прочность. Химически стойкие (с кислотами и щелочами не реагируют). Не имеют определённой температуры плавления, не растворяются в воде и в большинстве органических растворителей.

Синтез полимеров

Полимеры синтезируют двумя способами:

1. Реакцией полимеризации;

2. Реакцией поликонденсации.

Реакцией полимеризации называется процесс соединения молекул мономера в более крупные молекулы.

n CH₂=CH₂ → (-CH₂-CH₂-)_n

этилен полиэтилен

Полиэтилен – полупрозрачный материал, жирный на ощупь, воздухо- и влагонепроницаем, легкоплавкий, химически стойкий, не гниёт, диэлектрик. Применяется для производства плёнок, труб, бытовых изделий (посуда, игрушки), электроизоляции, поверхностных покрытий.

Реакцией поликонденсации называется процесс получения высокомолекулярных веществ, идущих с выделением побочного низкомолекулярного продукта.