Белки – биологические полимеры

Белки – это нерегулярные высокомолекулярные органические соединения, биополимеры, построенные из 20 видов L-α-аминокислотных остатков, соединенных в определенной последовательности в длинные цепи. Молекулярная масса белков варьируется от 5 тыс. до 1 млн. Название «белки» впервые было дано веществу птичьих яиц, свертывающемуся при нагревании в белую нерастворимую массу. Позднее этот термин был распространен на другие вещества с подобными свойствами, выделенные из животных и растений.

В клетке находятся свободные аминокислоты, составляющие аминокислотный фонд, за счет которого происходит синтез новых белков. Этот фонд пополняется аминокислотами, постоянно поступающими в клетку белков вследствие расщепления пищи пищеварительными ферментами или собственных запасов белков. Соединение аминокислот происходит через общие для них группировки: аминогруппа одной аминокислоты соединяется с карбоксильной группой другой аминокислоты, при соединении их выделяется молекула воды. Между соединившимися аминокислотами возникает связь, называемая пептидной, а образование нескольких аминокислот называется пептидом. Соединения из большого числа аминокислот называют полипептидом.

В каждой аминокислоте содержится:

• аминогруппа -NH₂;
• карбоксильная группа -COOH;
• радикал (участки молекул, лежащие вне амино- и карбоксильной групп). Радикалами аминокислоты отличаются друг от друга.

Уровни организации белковой молекулы

Первичной, самой простой структурой является полипептидная цепь, т. е. нить аминокислот, связанных между собой пептидными связями. В первичной структуре все связи между аминокислотами являются ковалентными.

Следующий, более высокий уровень организации – это вторичная структура, когда белковая нить закручена в виде спирали.

Между группами -СООН, находящимися на одной стороне витка спирали, и группами -NН2 на другом витке образуются водородные связи.

Нить аминокислот далее свертывается, образуя клубок, или фибриллу, для каждого белка специфичную.

Таким образом, возникает сложная конфигурация, называемая третичной структурой.

Третичная структура поддерживается также небольшим числом ковалентных дисульфидных мостиков (-S-S- связей), возникающих между атомами серы серосодержащих аминокислот.

Благодаря соединению нескольких молекул белков между собой образуется четвертичная структура. Если пептидные цепи уложены в виде клубка, то такие белки называют глобулярными.

Если полипептидные цепи уложены в пучки нитей, они носят название фибриллярных белков.