Белки: молекулы жизни

Слайд 1. Белки: Молекулы жизни

Состав, структура и биологические функции белков в организме

Слайд 2. Химический состав белков

Белки — это высокомолекулярные органические соединения, нерегулярные полимеры, мономерами которых являются аминокислоты. В состав молекул белков обязательно входят углерод ($C$), водород ($H$), кислород ($O$) и азот ($N$). Многие белки также содержат серу ($S$), а в состав некоторых входят железо, медь, цинк и фосфор.

Слайд 3. Аминокислоты — мономеры белков

Общая формула: в центре атом углерода $\alpha$, связанный с четырьмя группами

Аминогруппа ($-N{H}_2$) — определяет основные свойства

Карбоксильная группа ($-COOH$) — определяет кислотные свойства

Радикал ($R$) — переменная часть, отличающая 20 видов аминокислот

Слайд 4. Классификация аминокислот

Могут синтезироваться в организме человека из других соединений. К ним относятся аланин, аспарагин, глицин и другие (всего около 12).

Не могут синтезироваться в организме и должны поступать только с пищей. Для взрослого человека это 8 аминокислот: валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан и фенилаланин.

Слайд 5. Пептидная связь

Соединение аминокислот в цепочку происходит путем взаимодействия карбоксильной группы одной молекулы с аминогруппой другой. В результате выделяется молекула воды ($H_{2}O$), а между остатками аминокислот возникает ковалентная связь $-CO-NH-$, называемая пептидной. Цепочка из множества аминокислот называется полипептидом.

Слайд 6. Уровни организации белковой молекулы

Строго определенная последовательность аминокислот в полипептидной цепи. Удерживается пептидными связями.

Упорядоченное сворачивание цепи в $\alpha$-спираль или $\beta$-складчатый слой. Поддерживается водородными связями.

Компактная пространственная укладка (глобула). Стабилизирована дисульфидными мостиками ($-S-S-$) и гидрофобными взаимодействиями.

Объединение нескольких полипептидов в единый функциональный комплекс (например, гемоглобин из 4 субъединиц).

Слайд 7. Денатурация белка

Денатурация — это процесс утраты белковой молекулой своей природной структуры (четвертичной, третичной, вторичной) под влиянием температуры, химических веществ или облучения. Если первичная структура не разрушена, при возвращении в нормальные условия может произойти ренатурация — восстановление структуры.

Слайд 8. Биологические функции белков

Белки являются исполнительными механизмами клетки. Практически ни один биологический процесс не обходится без участия специфических белковых молекул.

Слайд 9. Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой.

— Фридрих Энгельс

Слайд 10. Подведем итоги

Белки — это сложные биополимеры, состоящие из 20 видов аминокислот.

Аминокислоты делятся на заменимые и незаменимые (поступают только с пищей).

Существует 4 уровня структуры белка, от которых зависят его свойства.

Белки выполняют каталитическую, структурную, защитную, транспортную и другие жизненно важные функции.

Утрата структуры белка (денатурация) ведет к потере его биологической активности.