Аминокислоты и белки

Аминокислоты и белки

Аминокислоты — это органические вещества, в молекулах которых одновременно содержатся аминогруппа -NH2 и карбоксильная группа -COOH. Из аминокислот построены белки — важнейшие биополимеры, лежащие в основе всех живых организмов. Наличие двух разных функциональных групп определяет особые химические свойства этого класса соединений.

Строение и свойства аминокислот

Поскольку в молекуле есть и кислотная карбоксильная группа, и основная аминогруппа, аминокислоты проявляют амфотерные свойства — реагируют и с кислотами, и со щелочами. Простейший представитель — аминоуксусная кислота, или глицин, состава NH2-CH2-COOH. В живых организмах встречается около двадцати различных аминокислот, из которых строятся все белки.

Образование пептидной связи

Аминокислоты способны соединяться друг с другом: карбоксильная группа одной молекулы взаимодействует с аминогруппой другой, при этом отщепляется молекула воды. Возникающую связь -CO-NH- называют пептидной. Так образуются дипептиды, трипептиды и длинные полипептидные цепи, из которых состоят молекулы белков.

NH2-CH2-COOH + NH2-CH2-COOH -> NH2-CH2-CO-NH-CH2-COOH + H2O

Уровни структуры белка

Молекула белка имеет несколько уровней пространственной организации:

1. первичная — определённый порядок чередования аминокислотных остатков в цепи;
2. вторичная — закручивание полипептидной цепи в спираль;
3. третичная — свёртывание спирали в компактный клубок (глобулу);
4. четвертичная — объединение нескольких полипептидных цепей в единый комплекс.

Свойства белков

Белки обладают рядом характерных свойств, которые изучают экспериментально:

• денатурация — разрушение пространственной структуры белка при нагревании или действии кислот;
• цветные качественные реакции — биуретовая (фиолетовое окрашивание) и ксантопротеиновая (жёлтое окрашивание);
• гидролиз с распадом белка до отдельных аминокислот.

Частая ошибка. При денатурации разрушаются вторичная, третичная и четвертичная структуры, но первичная структура, то есть последовательность аминокислот, сохраняется. Денатурация чаще всего необратима, поэтому нельзя считать, что свернувшийся белок легко вернуть в исходное состояние.

Кратко о главном

• Аминокислоты содержат и аминогруппу -NH2, и карбоксильную группу -COOH, поэтому амфотерны.
• Аминокислоты соединяются пептидной связью -CO-NH-, образуя белки.
• Белок имеет первичную, вторичную, третичную и четвертичную структуры.
• Характерны денатурация, гидролиз и цветные качественные реакции.