Реферат

на тему:

“Білки”

БІЛКИ — біополімери, що є основою життєдіяльності організмів. З Б. нерозривно пов'язані проце-си обміні речовин і перетворень енергії (див. Біоенергетика). Обмін речовин здійснюють Б-ферменти, які специфічно каталізують хім. перетворення, властиві живому. Використовуючи енергію певних реакцій розпаду, ферменти (зви-чайно в комплексі з ін. специфіч-ними Б.) ефективно викопують різну роботу: механічну (напр., при скорочуванні м'язів), осмотичну (при перенесенні речовин проти градієнта концентрації: див. Осмотичний тиск у біологічних системах), хімічну (при синтезі ря-ду речовин, у т. ч. нуклеїнових кислот і самих Б.). До складу організму входять ти-сячі білків, кожний з яких має свою унікальну структуру. Зав-дяки інформації, що міститься в цій структурі, Б. функціонують за різноманітними індивідуальни-ми програмами, їм належить про-відна роль у молекулярних ме-ханізмах усіх проявів життєді-яльності. Інформація, що місти-ться в Б., величезна; вона запи-сана у формі довгих послідовностей амінокислотних залишків і надходить з генетичного апарата клітини при біосинтезі Б. Білки с найважливішими поживними ре-човинами для людини й тварин, їх застосовують у ряді галузей виробництва як сировину. Б. - фер-менти широко використовуються як високоефективні каталізатори в різних галузях промисловості.

Будова й властивості Б. Структур-ними елементами Б. є амінокис-лоти. Порівняно прості молеку-ли амінокислот містять кислотні групи — СООН, основні групи — NH2 та бічні ланцюги — R. У Б. амінокислоти представлені залишками, що з'єд-нані зв'язками — СО — NН . Для Б. характер-ні саме такі амінокислотні (поліпептидні) ланцюги, але кожен ланцюг складається з десятків, а то й сотень ланок. Молекула білка містить один або кілька з'єднаних між собою подіпептидних ланцюгів. У біосинтезі їх ви-користовуються амінокислоти 20 певних видів. Довжина поліпептидного ланцюга в різних Б. не-однакова. Різниться також склад амінокислот і їхня послідовність у ланцюгу. Відображуючи відмін-ності довжини поліпептидних лан-цюгів, мол. м. білків коливаєть-ся приблизно від десяти тисяч до багатьох сотень тисяч дальто-нід. Через відмінності амінокислотного складу несталий і вміст окремих елементів у Б.: вуглецю 50—55%, кисню 6,5—7,3%, азоту 15,0—17,6%, сірки 0,3 – 2,5%. Якщо молекули різних Б. неодна-кові, то молекули даного виду Б. ідентичні, вони не різняться ні за довжиною ланцюгів, ні за скла-дом, ні за послідовністю аміноки-слоти Будова поліпептидного лан-цюга — первинна струк-тура — є основною характеристикою кожного індивідуального Б. Вона точно визначається від-повідним геном, у якому всю послідовність амінокислот у поліпептидному ланцюгу записано за допомогою нуклеотидного триплет-ного коду (див. Генетичний код).

Будову поліпептидних ланцюгів багатьох Б. повністю розшифро-вано. Амінокислоти — структурні компоненти Б.— дуже різняться за характером бічних ланцюгів R (мал. 1). Одні з них гідрофільні, споріднені з водою (розчинником), інші — навпаки, гідрофобні. Пер-шим властива тенденція занурю-ватися в розчинник, другим — відокремлюватися від розчинника, контактуючи між собою. Є гід-рофільні ланцюги R, що несуть позитивні або негативні електрич-ні заряди. Деякі ланцюги R, а та-кож групи — СО й — NH пептид-них зв'язків створюють між собою т. з. водневі містки. Тісний контакт гідрофобних лан-цюгів усередині молекули Б., вза-ємне притягування протилежних зарядів і утворення водневих міст-ків, як правило, утворюють у мо-лекулі Б. компактну структуру. Хоч кожна з цих взаємодій окремо є слабкою, сукупність їх у моле-кулі достатня для того, щоб за-безпечити стійку просторову орга-нізацію системи й створити пев-ну, часто дуже складну, конфігу-рацію. В просторовій організації Б. розрізняють: а) вторинну структуру — спіралізовані й витягнуті дільниці ланцюга, фік-совані водневими містками між — CO й — NH-групами пептидного ланцюга; о) третинну структуру — внутрішньомолекулярну упаковку, що виникає внаслідок різних взаємодій аміно-кислотних залишків; якщо кілька молекул Б. утворюють міцний комплекс, це називають четвер-тинною (просторовою) струк-турою. Доведено, що просторо-ва організація Б. має вирішальне значення для їхніх біол. функ-цій, що ця організація створюєть-ся системою внутрішньомолекулярних взаємодій, яка, в свою чергу, визнанається первинною структу-рою. Вирішальне значення первинної структури Б. для його про-сторової організації та біол. функ-ції підтверджено хім. синтезом двох Б.— гормону інсуліну й ферменту рибонуклеази. Це було здійснено шляхом штучного одер-жання відповідних поліпептидних ланцюгів з амінокислот. Фізико-хімічні властивості Б. різноманіт-ні. Якщо склад і просторова орга-нізація даного Б. забезпечують зо-середження на поверхні молекули великої кількості гідрофільних хім. груп, то Б. виявляється во-дорозчинним. Якщо ж переважа-ють гідрофобні групи, розчинність втрачається. Заг. електричний заряд білкової молекули залежить від кількості наявних у ній груп з позитивним і негативним заряда-ми. Знак і величина загального заряду Б. залежать і від реакції середовища (рН). Існують Б. зде-більшого електропозитивні (луж-ні) і електронегативні (кислі). Різноманітність Б. залежить ще й від того, що поряд із Б., які складаю-ться тільки з амінокислот (про-стими Б.— протеїнами), нерідко трапляються й складні Б.— протеїди, що містять у собі нуклеїнові кислоти (нуклеопротеїди), ліпіди (ліпопротеїди), метали (мепгалопротеїди) та ін.

Механізми функцій Б. У стійких упорядкованих молекулах Б. іс-нує певне просторове розміщення хім. груп. Це, звичайно, стосуєть-ся і до поверхнево розташованих груп, з якими можуть контактувати речовини навколишнього середови-ща. Виявлено, що окремі ділянки поверхні білкової молекули, де розміщено групи, здатні утворю-вати слабкі зв'язки різного типу, набувають характеру функціо-нальних одиниць — активних цен-трів. Центри безпомилково «піз-нають» молекули, що їхні хім. групи за своєю природою й геом. розміщенням відповідають їхнім власним групам, і здатні взаємо-діяти з ними. Ці взаємодії приво-дять до комплексоутворенпя. Кож-ний із зв'язків, що їх утворює центр, сам по собі надто слабкий, щоб створити комплекс, але сукупність зв'язків