Белки – носители жизни

План:
Определение белков
Структура белка
Элементарный состав белков
Физические свойства
Химические свойства
Денатурация
Классификация белков
Простые протеины
Сложные протеиды
Синтез белков
Использование белков
Значение белков
Вывод

Определение:
Белки, протеины, высокомолекулярные природные органические вещества, построенные из аминокислот и играющие фундаментальную роль в структуре и жизнедеятельности организмов.
Модель молекулы белка миоглобина

Структура белка
Белок всех организмов состоит из 20 видов аминокислот. Каждый Белок характеризуется определённым ассортиментом и количественным соотношением аминокислот. В молекулах Белков аминокислоты соединены между собой пептидными связями (—СО—NH—) в линейной последовательности, составляющей так называемую первичную структуру Белков.

Элементарный состав большинства белков
Обычно белки содержат 50,6—54,5% углерода, 6,5—7,3% водорода, 21,5—23,5% кислорода, 15—17,6% азота, 0,3—2,5% серы. Кроме того, в состав ряда белков входит и фосфор.

Физические свойства
Белки в твердом состоянии белого цвета, а в растворе бесцветны, если только они не несут какой-нибудь хромофорной (окрашенной) группы, как, например, гемоглобин. Растворимость в воде у разных белков сильно варьирует. Молекулярная масса белков очень велика – от нескольких тысяч до многих миллионов дальтон. Благодаря присутствию в молекулах белков положительно и отрицательно заряженных групп они движутся с разной скоростью и в электрическом поле. На этом основан электрофорез – метод, применяемый для выделения индивидуальных белков из сложных смесей. После очистки многие белки способны кристаллизоваться.

Химические свойства
Белки – это полимеры, т.е. молекулы, построенные, как цепи, из повторяющихся мономерных звеньев, или субъединиц, роль которых играют у них a-аминокислоты. Общая формула аминокислот
где R – атом водорода или какая-нибудь органическая группа.

Химические свойства
У каждой аминокислоты имеются две разные химические группы: обладающая основными свойствами аминогруппа, NH2, и кислотная карбоксильная группа, СООН. Карбоксильная группа одной аминокислоты может образовать амидную (пептидную) связь с аминогруппой другой аминокислоты:

Денатурация
Синтезированная молекула белка, складываясь, приобретает свойственную ей конфигурацию. Эта конфигурация, однако, может разрушиться при нагревании, при изменении рН, под действием органических растворителей и даже при простом взбалтывании раствора до появления на его поверхности пузырьков. Измененный таким образом белок называют денатурированным. Хорошо знакомые всем примеры денатурированного белка – вареные яйца или взбитые сливки. Небольшие белки, содержащие всего лишь около сотни аминокислот, способны ренатурировать, т.е. вновь приобретать исходную конфигурацию. Но большинство белков превращается при этом просто в массу спутанных полипептидных цепей и прежнюю конфигурацию не восстанавливает.

Белки подразделяют на:

Простые протеины
(белки состоящие только из аминокислот)
АЛЬБУМИНЫ: входят в состав животных и растительных тканей; содержатся в белке яиц, сыворотке крови, молоке, в семенах растений.
ГЛОБУЛИНЫ: входят в состав цитоплазмы, плазмы крови и лимфы (высших животных и человека), определяя иммунные свойства организма.
ГИСТОНЫ: содержатся в ядрах большинства клеток животных. ГЛУТЕЛИНЫ: содержатся в семенах злаков, в зелёных частях растений.
ПРОЛАМИНЫ: простые запасные белки, содержащиеся лишь в семенах злаков.
ПРОТАМИНЫ: низкомолекулярные белки, содержащиеся в ядрах сперматозоидов у рыб и птиц.
ПРОТЕИНОИДЫ: белки животного происхождения, выполняют опорные функции в организмах.

Сложные протеиды
(содержат аминокислоты и другие соединения)
ГЛИКОПРОТЕИДЫ: содержат углевод
ЛИПОПРОТЕИДЫ: содержат комплексы белков и липидов
НУКЛЕОПРОТЕИДЫ: комплексы нуклеиновых кислот и белков
ФОСФОПРОТЕИДЫ: содержат сложные белки с фосфорильной группой –PO32-
ХРОМОПРОТЕИДЫ: содержат окрашенные небелковые группы

Синтез белков
В 1955 была выяснена структура инсулина. Вслед за этим была раскрыта первичная структура, рибонуклеазы, гемоглобина, трипсина и ряда других белков. Путём химического синтеза сначала были получены сложные пептиды со свойствами гормонов, затем удалось синтезировать гормон инсулин, наконец — фермент рибонуклеазу. Правильность химической формулы инсулина и рибонуклеазы подтвердилась тем, что синтетические белки не отличались от белков, продуцируемых организмом. Сейчас полностью или частично установлена структура свыше 200 белков.

Использование белков
Белки широко используются в промышленности. Из белка состоят шерстяные и шелковые ткани, пластмасса галалит, кожа. Можно изготавливать ткани также из искусственных белковых нитей, получаемых из растительных белков. Например из семян лупина.

Значение белков.
Белки имеют большое значение, т.к. они входят в состав всех живых организмов. Эти биополимеры – носители жизни, основа живой клетки.
Трехмерная структура фермента лизоцима

Вывод:
В связи с большим значением белков в наши дни разрабатываются новые методы получения белков путём промышленного микробиологического синтеза, т. е. выращиванием микробов (например, дрожжей и др.) на дешёвом сырье (например, нефти, газе и др.).
Биосинтез белков (схема)