Яцюк, Зубкова _Основы биоорганической химии

Многие белки содержат одновременно и α-спиральные, и β- складчатые участки.

Полипептидная цепь, имеющая ту или иную вторичную структуру, способна определенным образом закручиваться в пространстве, что и определяет третичную структуру белка, то есть общую форму полипептидной цепи (рис. 6).

Рис. 6. Третичная структура белка.

Третичная структура, наряду с водородными связями, стабилизируется ионными связями (между остатками кислых и основных аминокислот), ковалентными связями (дисульфидные мостики в цистине), гидрофобными взаимодействиями (силы притяжения между неполярными радикалами).

ионная связь

201

По пространственной структуре белки делятся на глобулярные и фибриллярные. Для глобулярных белков более характерна α-спиральная структура, а цепи их изогнуты в пространстве так, что макромолекула приобретает сферическую форму. Глобулярные белки растворяются в воде и солевых растворах с образованием коллоидных растворов. Это альбумин (яичный белок), глобин (белковая часть гемоглобина), большинство ферментов. Фибриллярные белки имеют β-складчатую структуру, волокнистое строение. Они нерастворимы в воде. Это β-кератин (волосы, роговая ткань), коллаген (соединительная ткань), миоинозин (мускульная ткань).

Несколько отдельных полипептидных цепей способны укладываться в более сложные образования. При этом каждая цепь, сохраняя свою первичную, вторичную и третичную структуру, выступает в роли субъединицы комплекса с более высокой пространственной организацией – четвертичной структуры. Четвертичная структура закрепляется за счет водородных связей и гидрофобных взаимодействий между полипептидными цепями. Четвертичная структура характерна лишь для некоторых белков, например гемоглобина.

Пространственная структура белков способна нарушаться под влиянием некоторых факторов – высокая или низкая температура, изменение pH среды, УФили рентгеновское облучение, механические воздействия. Нарушение природной пространственной структуры белка называется де- натурацией. Денатурация может быть обратимой и необратимой. При денатурации белков снижается их растворимость и изменяется биологическая активность.

Сложные белки. По составу белки подразделяются на простые и сложные (конъюгированные). При гидролизе простых белков образуются только α-аминокислоты. Сложные белки, наряду с белковой частью, содержат так называемую простетическую группу непептидной структуры. По характеру простетической группы сложные белки делят на фосфопротеины (содержат остатки фосфорной кислоты), металлопротеины (ионы

202

Для нуклеиновых оснований (кроме аденина) характерна лактам-лактимная таутомерия:

Лактамная форма более устойчива. В структуру нуклеиновых кислот остатки нуклеиновых оснований входят в лактамной форме.

Нуклеиновые кислоты отличаются входящими в них нуклеиновыми основаниями: урацил присутствует только в структуре РНК, тимин – только в ДНК. Остальные нуклеиновые основания участвуют в построении молекул и РНК, и ДНК.

Кроме перечисленных нуклеиновых оснований, в нуклеиновых кислотах в небольших количествах присутствуют так назы-

ваемые минорные основания, например:

204

В медицинской практике в качестве противоопухолевых средств используются производные пурина и пиримидина, «похожие» на нуклеиновые основания, но отличающиеся от них ка- кой-то группой. Эта схожесть структур позволяет им встраиваться в молекулы нуклеиновых кислот и выполнять антагонистическую роль, нарушая информацию о биосинтезе белка опухолевой клетки. Так, 5-фторурацил является антагонистом урацила, 6- меркаптопурин – антагонистом аденина:

Нуклеозиды

Нуклеозиды – соединения, молекулы которых состоят из остатка нуклеинового основания, связанного N-гликозидной связью с остатком моносахарида. Таким образом, нуклеозиды – это N-

гликозиды рибозы или дезоксирибозы и нуклеинового основания.

Гликозидная связь в нуклеозидах осуществляется за счет полуацетального гидроксила моносахарида и атома водорода при N-1 у пиримидиновых оснований и N-9 у пуриновых. Рибоза и дезоксирибоза входят в структуру нуклеозидов в β-фуранозной форме. Атомы углерода фуранозного цикла нумеруют цифрой со штри-

205

O

Фосфорная кислота может этерифицировать одновременно две гидроксильные группы углеводного остатка, образуя цикло- фосфаты. Практически во всех клетках присутствуют аденозин- 3’,5’-циклофосфат (3’,5’-циклоадениловая кислота) и гуанозин- 3’,5’-циклофосфат (3’,5’-циклогуаниловая кислота):