Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Справочники / Врублевский А.И. Химия. Теоретический курс для подготовки к ЕГЭ

.pdf
Скачиваний:
1559
Добавлен:
20.05.2023
Размер:
29.14 Mб
Скачать

Глава 35. Аминокислоты. Белки

715

Реакции АМК друг с другом. Как бифункциональные со­ единения, АМК могут реагировать друг с другом с образова­ нием линейных пептидов: дипептид состоит из двух остатков АМК; трипептид — из трех; тетрапептид — из четырех, на­ пример (линейное строение):

СН,—СН—С

^N—сн2—СООН

кат, t

I

глицин

-н2о

nh2 Loh

 

аланин

о

 

 

 

сн3—сн—с—N—сн2—СООН

н

аланилглицин (Ala—Gly)

Пептиды характеризуются наличием пептидной группы

Н

—С—N—

II

О

Связь С—N в этой группе называется пептидной (амидной). Важной особенностью строения пептидной группы является то, что она имеет плоское строение (все четыре атома С, N, О, Н находятся в одной плоскости), а вращение в пептидной группе вокруг связи С—N затруднено. Это обусловлено со­ пряжением неподеленной пары электронов атома азота с л-электронами карбонильной группы. Эффект описанного сопряжения удлиняет связь С=О, но укорачивает связь С—N (происходит как бы выравнивание длин связей).

При взаимодействии двух разных АМК может образовать­ ся всего четыре структурноизомерных дипептида линейного строения. Например, при взаимодействии аланина (Ala) и глицина (Gly) образуются дипептиды состава: Ala-Ala; Ala-Gly; Gly-Gly; Gly-Ala.

В составе дипептида имеется одна, трипептида — две, тетрапептида — три пептидные связи и т. д.

716

Органическая химия

35.1.4. Получение аминокислот

Аминокислоты получают:

взаимодействием аммиака с галогензамещенными карбо­ новыми кислотами (обратите внимание на зависимость состава продуктов от мольного отношения реагентов):

+2NH,

—CH2NH2—СООН + nh4ci

СН2—СООН-----

+3NH,

ch2nh2—coonh4 + nh4ci

С1

восстановлением нитропроизводных ароматических кислот: O2N—СООН H2N^^~^—СООН;

гидролизом пептидов (при гидролизе белков (полипепти­ дов) получают а-АМК). Упрощенно, без учета присут­ ствия кислоты, уравнение реакции гидролиза имеет вид:

H7N—СН—С—NH—СН—СООН

Н,О/1Г

------>

2 I

II

I

 

R[

О

R2

 

h2nсн—СООН + h2nсн—СООН.

Ri

R2

На гидролиз дипептида, трипептида и т. д. требуется со­

ответственно одна, две и т. д.

молекулы воды, т. е. число

молекул воды равно числу пептидных связей в пептиде и на одну молекулу меньше числа остатков АМК в пептиде линей­ ного строения.

Так как гидролиз обычно проводится в присутствии кис­ лоты, то образуются соли аминокислот по аминогруппе:

H2N—СН2—С—N—СН—С—N—СН2—СООН + 2Н2О + ЗНС1 ->

О Н СН3 О Н

глицилаланилглицин

Глава 35. Аминокислоты. Белки

719

а-АМК, и сложные — протеиды, включающие ионы металлов, углеводы, липиды, гетероциклические соединения и другие неаминокислотные образования. Пример сложного белка — гемоглобин.

По агрегатному составу различают белки твердые, жидкие

и полужидкие (студнеобразные). Твердые белки нерастворимы в воде, жидкие и полужидкие — растворимы в воде и в со­ левых растворах. Растворимость белка зависит от его молярной массы: с ростом молярной массы растворимость белков пони­ жается.

Согласно выполняемым функциям, различают белки:

структурные;

пищевые;

каталитические;

защитные (иммунные);

рецепторные.

35.2.2. Строение белков

Существует четыре уровня структурной организации белков. В порядке усложнения различают первичную, вторичную, тре­ тичную и четвертичную структуры.

Под первичной структурой белка (рис. 35.2) понимают по­ следовательность аминокислотных остатков в линейной полипептидной цепи, например:

H2N... —Ala—Gly—Glu—Ala—Phe—Cys—Gly— ...COOH.

Рис. 35.2. Схема первичной структуры белка

720

Органическая химия

Порядок чередования остатков АМК определяет свойства белка, изменения этого порядка сильно отражаются на свой­ ствах белковой макромолекулы.

Под вторичной структурой белка понимают форму, кото­ рую полипептидная цепь принимает в пространстве (рис. 35.3).

Рис 35.3. Схема вторичной структуры белка (а-спираль)

Устойчивость вторичной структуры обеспечивают водород­ ные связи между группами —NH и —С=О различных остат­

ков АМК. В одном витке а-спирали имеется около четырех остатков АМК.

Третичная структура белка — это форма спиралевидной полипептидной цепи в пространстве (рис. 35.4, а). Полипептид­ ная спираль изгибается, собираясь в клубок (глобулу). Устой­ чивость такого клубка обеспечивается образованием дисуль­ фидных мостиков —S—S—, сложноэфирных связей, водо-