БИОЛОГИЯ · 11 КЛАСС
Проект «Педагагічная скарбонка»
Молекулы, наследственность и эволюция

§ 3. Аминокислоты и строение белков

Белки представляют собой полимеры из аминокислотных остатков. Разнообразие их свойств начинается с различий боковых групп аминокислот.

Интерактивное исследование6 выводов2 интересных факта
03
Главный вопрос

Как последовательность аминокислот превращается в пространственную структуру белка?

Биологическая лаборатория

От последовательности к форме

Открывайте этапы по порядку или возвращайтесь к любому из них. На каждом шаге схема объясняет, что меняется и почему.

Исследуйте изменения и читайте объяснения. Учебные схемы и числовые модели упрощены.

Разбираемся в теме

Четыре смысловых раздела
01

Из чего собирается цепь

Белки представляют собой полимеры из аминокислотных остатков. Разнообразие их свойств начинается с различий боковых групп аминокислот. У типичной аминокислоты белков центральный атом углерода связан с аминогруппой, карбоксильной группой, водородом и радикалом. Заряд и способность радикала взаимодействовать с водой влияют на поведение будущей цепи. Набор аминокислот важен, но порядок их расположения имеет самостоятельное значение.

Выделяем главное

Аминокислота
Органическое соединение, содержащее аминогруппу и карбоксильную группу
Радикал аминокислоты
Боковая группа, определяющая особенности конкретной аминокислоты
Полимер
Молекула, построенная из множества соединённых мономерных звеньев
Выделяем главное
02

Пептидная связь и направление

Аминокислотные остатки соединяются пептидными связями. В линейной цепи из нескольких остатков связей на одну меньше, чем остатков.

Связь возникает между карбоксильной группой одного звена и аминогруппой другого; условная реакция образования сопровождается выделением воды. У цепи различают аминный и карбоксильный концы, поэтому последовательность записывают в определённом направлении. Перестановка остатков создаёт другую последовательность даже при одинаковом составе.

Как связаны два аминокислотных остатка
Аминокислота 1

Карбоксильная группа

+
Аминокислота 2

Аминогруппа

→
Дипептид и вода

Одна пептидная связь

Упрощённая химическая схема. Клеточная сборка белка на рибосоме использует активированные участники.

Пептидная связь
Ковалентная связь между карбонильным углеродом одного остатка и азотом другого
Полипептид
Цепь аминокислотных остатков, соединённых пептидными связями
Первичная структура
Последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи
От схемы — к объяснению

Пространственная структура гемоглобина

Zephyris at English Wikipedia · CC BY-SA 3.0
Wikimedia Commons · источник

Скелетная мышца: волокна и пучки

BruceBlaus. When using this image in external sources it can be cited as: Blausen.com staff (2014). "Medical gallery of Blausen Medical 2014". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI:10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436. · CC BY 3.0
Wikimedia Commons · источник

Волосяной фолликул и окружающие структуры

United States National Institutes of Health · Public domain
Wikimedia Commons · источник

03

Уровни пространственной организации

Полипептидная цепь приобретает пространственную форму благодаря взаимодействиям её участков. Вторичная и третичная структуры описывают разные масштабы этой организации.

Водородные связи остова стабилизируют спирали и складчатые слои, а боковые группы участвуют в формировании общей укладки. Важны гидрофобные взаимодействия, ионные и водородные связи, иногда дисульфидные мостики. Устройство белка не сводится к простой последовательности вложенных одинаковых оболочек.

Разные масштабы структуры
1
Первичная

Порядок аминокислотных остатков.

2
Вторичная

Локальные спирали и складчатые слои.

3
Третичная

Укладка одной цепи.

4
Четвертичная

Объединение нескольких цепей, если оно есть.

Вторичная структура
Локальная регулярная укладка полипептидного остова, например спираль или складчатый слой
Третичная структура
Общая пространственная организация одной полипептидной цепи
Дисульфидный мостик
Ковалентная связь между атомами серы двух цистеиновых остатков
От схемы — к объяснению
04

Несколько цепей работают вместе

Некоторые белки состоят из нескольких полипептидных субъединиц. Их взаимное расположение называют четвертичной структурой.

У гемоглобина взаимодействие субъединиц связано с изменением способности связывать кислород. Не у каждого белка есть такой уровень организации: одна цепь может выполнять функцию самостоятельно. В состав сложного белка дополнительно входит небелковый компонент, например гем, поэтому «несколько цепей» и «сложный белок» обозначают разные признаки.

Выделяем главное

Четвертичная структура
Взаимное расположение нескольких полипептидных субъединиц белка
Субъединица
Отдельная полипептидная цепь в составе многокомпонентного белкового комплекса
Сложный белок
Белок, содержащий помимо полипептидной части небелковый компонент
Выделяем главное
Думаем как биологи

Разберите ситуацию

Сколько пептидных связей в линейном трипептиде и изменится ли ответ при перестановке аминокислот?

Сверить рассуждение

В трипептиде две пептидные связи. Перестановка меняет первичную структуру, но число связей между тремя последовательно соединёнными остатками остаётся тем же.

Собираем главное

Шесть опорных выводов

01

Белки представляют собой полимеры из аминокислотных остатков. Разнообразие их свойств начинается с различий боковых групп аминокислот.

02

Аминокислотные остатки соединяются пептидными связями. В линейной цепи из нескольких остатков связей на одну меньше, чем остатков.

03

Полипептидная цепь приобретает пространственную форму благодаря взаимодействиям её участков. Вторичная и третичная структуры описывают разные масштабы этой организации.

04

Некоторые белки состоят из нескольких полипептидных субъединиц. Их взаимное расположение называют четвертичной структурой.

05

Первичная структура задаёт последовательность звеньев белка. Пространственная форма возникает при их взаимодействии в определённых условиях.

06

Не все белки имеют четвертичную структуру. Число субъединиц и наличие небелкового компонента описывают разные свойства.

Проверьте себя10 вопросов · проверяем понимание темы
1. Какое понятие соответствует описанию? «Органическое соединение, содержащее аминогруппу и карбоксильную группу»
2. Какое понятие соответствует описанию? «Боковая группа, определяющая особенности конкретной аминокислоты»
3. Какое понятие соответствует описанию? «Ковалентная связь между карбонильным углеродом одного остатка и азотом другого»
4. Какое понятие соответствует описанию? «Цепь аминокислотных остатков, соединённых пептидными связями»
5. Какое понятие соответствует описанию? «Локальная регулярная укладка полипептидного остова, например спираль или складчатый слой»
6. Какое понятие соответствует описанию? «Общая пространственная организация одной полипептидной цепи»
7. Какое понятие соответствует описанию? «Взаимное расположение нескольких полипептидных субъединиц белка»
8. Какое понятие соответствует описанию? «Отдельная полипептидная цепь в составе многокомпонентного белкового комплекса»
9. Какое понятие соответствует описанию? «Молекула, построенная из множества соединённых мономерных звеньев»
10. Какое понятие соответствует описанию? «Ковалентная связь между атомами серы двух цистеиновых остатков»

Источники и иллюстрации

Основа: предоставленный параграф учебника «Биология. 11 класс», § 3 «Аминокислоты и строение белков», издательство «Народная асвета». Материал переработан в учебный конспект по структуре и терминологии курса. Подписи, авторы и лицензии изображений приведены рядом с ними.

Конспект, схемы и задания работают без подключения к сети. Для внешних изображений требуется интернет.

↑

Загрузка прогресса…