2. Белки. Аминокислоты. Классификация белков и их характеристика.

Белки – «продукт» и «реализатор» действия генов, катализаторы биохимических реакций и структурные компоненты клеток.

Белки – высокомолекулярные органические азотистые вещества.

Белки – биополимеры, состоящие из АК, соединённых между собой пептидной связью (первичная структура), дисульфидной (вторичная), водородной (третичная). Иногда возникает ионная связь между аминогруппами АК.

Белки – основа структуры организма и регуляторы обмена веществ и функций организма.

Белок состоит из АК, соединённых пептидной связью.

Атомарный состав белков (на сухую массу):

С – 49-55%

О – 21-23%

N – 15-18%

H – 6-8%

S – 0,2-3%

а также P, Fe и другие Ме и т.д.

Известно около 200 аминокислот (АК), в структуру белков человека, животных и растений входят 20.

Аминокислоты – это производные карбоновых кислот, у которых один или два атома водорода в радикале замещены на аминогруппу. В зависимости от взаимного расположения карбоксильной и аминогрупп различают α-, β-, γ- и т.д. аминокислоты.

Строение и свойства ак:

α- аминокислоты.

H2N–	CH–COOH  I R

– R – радикал

– СООН – карбоксильная группа

– NH₂ – аминогруппа

Строение R обуславливает заряд, полярность, растворимость АК.

Свойства ак:

1. Все 19 АК, кроме глицина, оптически активные, т.е. L-вращающиеся и D-вращающиеся формы.

H─ COOH ┼─NH2 CH3 D-аланин

COOH NH2┼─H CH3 L-аланин

 

2. В водных растворах все АК ионизированы, ведут себя как амфотерные электролиты (амфолиты):

- образуют в водных растворах биполярные ионы (цвиттерионы),

^Н

R – С – СОО^-

NH₃⁺

- при электролизе аминокислоты не смещаются под действием электрического поля,

- в кислой среде

^Н

R – С – СООН

NH₃⁺

- в щелочной среде

^Н

R – С – СОО^-

NH₂ Н⁺ОН^-

Классификация ак

Ациклические Циклические

1. Моноаминомонокарбоновые 1. Гомоциклические

2. Моноаминодикарбоновые 2. Гетероциклические

3. Диаминомонокарбоновые

Классификация ак по особенностям r-групп

1. Неполярные гидрофобные: аланин, валин, лейцин, изолейцин, метионин, фенилаланин, триптофан, пролин.

2. Полярные но не заряжённые:

полярные «+» глицин, серин, цистеин, треонин, теразин.

полярные «–» глютамин, аспарагин.

Биосинтез ак

У растений, в отличие от животных, могут синтезироваться все входящие в состав белка АК непосредственно за счёт неорганических азотистых соединений: аммиака и нитратов.

Источником углерода (у фотосинтезирующих растений) служит СО₂.

Нитраты восстанавливаются до аммиака ферментативным путём:

_{- 2е -6е}

NO₃^- → NO₂ → NH₄⁺

^{нитратредуктаза нитритредуктаза}

_{- 2е}

NO₃ + NAД(Р)Н + Н⁺ → NO₂^- + NAД (P)⁺ + H₂O

_+6е

NO₂^- + 6ферредоксин восст. + 8Н⁺ → NH₄⁺ + 6ферредоксин окислен. + 2H₂O

Аммиак с кетокислотами образует АК:

Суммарное уравнение: _Н

NH₃ + Н₃С – СО – СООН + 2Н⁺ Н₃С – С – СООН + H₂O

пировиноградная к-та _NH2 аланин