Аминокислоты, белки

ХИМИЯ

Рождение хи­мии белка…
Впервые белок был выделен (в ви­де клейковины) в 1728 г. итальянцем Якопо Бартоломео Беккари из пшеничной муки.
ХИМИЯ

Жерар Мульдер
"Во всех растениях и животных присутствует некое вещество, которое без сомнения является наиболее важным из всех известных веществ живой природы и без которого жизнь была бы на нашей планете невозможна. Это вещество я наименовал - протеин" 1838 г.
ХИМИЯ

Белки, или протеины
что происходит от греч.
protos — первый, первичный.
Одновременно с Мульдером французский химик
Анри Браконно в результате длительного нагревания кожи, сухожилий получил первую аминокислоту, сладкую на вкус - гликоколл (глицин).
ХИМИЯ

Проблемный вопрос:
Можно ли утверждать что: «Нет белка – нет органической жизни на Земле»? Обоснуйте ответ, опираясь на факты из прослушанной лекции.
ХИМИЯ

Содержание учебного материала:
Аминокислоты: строение молекулы, номенклатура и изомерия, кислотно-основные свойства, значение.
Белки: строение молекулы, свойства, роль в организме.
ХИМИЯ

Аминокислоты - это производные кислот, у которых атом водорода в радикале замещен на аминогруппу
ХИМИЯ

Общая формула:
ХИМИЯ

Аминокислоты:
ХИМИЯ

Классификация аминокислот:
1.По природе радикала :
ХИМИЯ

ХИМИЯ

2. По взаимному расположению функциональных групп
выделяют α-, ß-, γ- и т.д. аминокислоты.
ХИМИЯ

3.по способности радикалов к взаимодействию с Н2О.
ХИМИЯ
АМИНОКИСЛОТЫ
АМИНОКИСЛОТЫ

4. По кислотно-основным свойствам:
ХИМИЯ

Незаменимые (8) не синте-зируются организмом из других соединений, поэтому должны поступать с пищей.
Полузамени-мые – (2) частично должны поступать с пищей.
Заменимые
(10)- синтези-руются в организме из незаменимых или других соединений.
ХИМИЯ
АМИНОКИСЛОТЫ
4.По биологическому значению:

ХИМИЯ
Изомерия аминокислот
Структурная изомерия:

Оптическая изомерия
ХИМИЯ
«Зеркало Венеры», 1898

Некоторые аминокислоты содержат асимметрический атом углерода и могут существовать в виде пары энантиомеров. Например, α-аминокислота L-ряд D-ряд
ХИМИЯ

ХИМИЯ

нелетучие кристаллические вещества
высокие температуры плавления
нерастворимы в неполярных органических растворителях и растворимы в воде
молекулы обладают большими дипольными моментами.
ХИМИЯ
Физические свойства:

В кристаллическом состоянии существуют в виде внутренних солей, т.е. биполярных ионов:
Значение рН, при котором молекула аминокислоты находится в растворе в виде биполярного иона, называется изоэлектрической точкой.
ХИМИЯ

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Химические свойства:
ХИМИЯ

Реакции с участием двух групп:
ХИМИЯ

Пептиды :
- продукты поликонденсации, построенные из α-аминокислот.
По числу аминокислотных остатков в молекуле пептида различают дипепти-ды, трипептиды, тетрапептидыи т.д. Пептиды, содержащие до 10 аминокислотных остатков, называют олигопептидами, более 10 аминокислотных остатков -полипептидами. Природные полипептиды, включающие более 100 аминокислотных остатков, называют белками.
ХИМИЯ

Белки - сложные высокомолекулярные
природные соединения,
построенные из остатков
α-аминокислот.
Аминокислоты в белках связаны пептидными связями. Их называют протеины. Около
20 видов аминокислот входят в состав белков.
ХИМИЯ

Свойства живого, связанные с белками:
Способность к воспроизведению себе подобных.
Сократимость и движение.
Обмен веществ.
ХИМИЯ

Задание к видеофрагменту:
Сколько белков должен употреблять ежедневно человек?
Какая пища является источником белка?
Почему белки разные?
ХИМИЯ

Функции белков: Строительная
Белки участвуют в образовании всех
мембран и органоидов клетки.
белок
кератин
ХИМИЯ

Каталитическая
В каждой клетке имеются сотни ферментов.
Они помогают осуществлять биохимические
реакции, действуя как катализаторы.
Ускоряют реакции в 108
раз. Могут контроли-
ровать до 1000 реакций
в секунду.
ХИМИЯ

Транспортная
Белки связывают и переносят
различные вещества и внутри
клетки, и по всему организму.
Например, г е м о г л о б и н
крови переносит кислород.
ХИМИЯ

Регуляторная
Белки - гормоны регулируют
различные физиологические
процессы.
Например, инсулин регулирует
уровень углеводов в крови.
ХИМИЯ

Защитная
Например, фибриноген и протромбин
обеспечивают свертываемость крови
Антитела блокируют чужеродные
белки
Предохраняют организм от вторжения чужеродных организмов и от повреждений.
ХИМИЯ

Сократительная
Белки - участвуют в сокращении
мышечных волокон
Актин и миозин – белки мышц
ХИМИЯ

Энергетическая
1г белка - 17.6 кДж
При недостатке углеводов или жиров окисляются молекулы аминокислот.
При полном расщеплении белка до конечных продуктов выделяется энергия
!!! Но в качестве источника энергии белки используются крайне редко.
ХИМИЯ

Физико-химические свойства белков
Белки имеют высокий молекулярный вес 16 000-1 000 000.
Заряд белковой молекулы.
Белковые растворы - коллоидные растворы с разными свойствами.
Осаждение белков. У белков есть гидратная оболочка, заряд, препятствующий склеиванию. Для осаждения необходимо снять гидратную оболочку и заряд. Реакции осаждения делят на два вида.
1. Высаливание белков:
2. Осаждения с потерей нативных свойств белка .
ХИМИЯ

Химические свойства :
Поддаются гидролизу с образованием аминокислот.
Денатурируются: разрушается структура
Горят - появляется запах жженого пера.
Для белков характерны цветные реакции.
ХИМИЯ

Для обнаружения белков в растворе применяются цветные реакции:
Видеоопыт: «Цветные реакции на белки»
Задание:
Записать название реакции, необходимые реактивы и наблюдения.
Как по-другому можно назвать цветные реакции?
ХИМИЯ

Структурная организация белков.

Первичная структура белка – это последовательность аминокислот в полипептидной цепи.
пептидная связь

Вторичная структура - спираль, удерживаемая водородными связями.

послойно-складчатая, спиральная

Третичная структура – имеет вид клубка, удерживаемого взаимодействием различных остатков аминокислот. (дисульфидные связи)

Четвертичная структура
агрегаты нескольких белковых макромолекул (белковые комплексы), образованные за счет взаимодействия разных полипептидных цепей

Денатурация – нарушение природной структуры белка.
Денатурация
необратимая
обратимая
Ренатурация

Проблемный вопрос:
Можно ли утверждать что: «Нет белка – нет органической жизни на Земле»? Обоснуйте ответ, опираясь на факты из прослушанной лекции.
ХИМИЯ

Ситуационные задачи
Почему яйца или молоко применяют в качестве противоядия при отравлении солями тяжелых металлов?

Токсическое воздействие алкоголя на головной мозг воспринимается человеком как опьянение; это приводит к онемению, а потом и отмиранию участков головного мозга, так как разрушается кора полушарий. Объясните, какой химический процесс лежит в основе отмирания мозговой ткани?

Ситуационные задачи
Почему ученые называют белки биологическими «бусами»?

Домашнее задание:
1. Изучить тему: «Аминокислоты, пептиды, белки»
2. Выполнить задания 17.13 – 17.18, с 326.
Зубарян С.Э., Лузин А. П. Органическая химия: учебник / Под ред.проф Н.А. Тюкавкиной. – М.: ГЕОТАР – Медиа, 2015. - с.313-326

Сложные белки:
1. Гликопротеины (содержат углеводы).
2. Липопротеины (содержат липиды).
3. Фосфопротеины (содержат фосфорную кислоту).
4. Хромопротеины (содержат окрашенную простетическую группу).
5. Металлопротеины (содержат ионы различных металлов).
6. Нуклеопротеины (содержат нуклеиновые кислоты).