ПЕДАГАГІЧНАЯ СКАРБОНКА
Химия · 10 класс · § 48
Открываем, наблюдаем, объясняем

§ 48. Белки

Как последовательность аминокислот превращается в работающую пространственную структуру?

Обучающая модель4 смысловых раздела10 вопросов
Главный вопрос

Как последовательность аминокислот превращается в работающую пространственную структуру?

Исследуем вместе

Свернуть, развернуть или разрезать цепь

Переключай состояния и сравнивай схему с объяснением. Модель показывает, что меняется и почему.

Учебная модель: размеры, цвета и проекции условны. Линии обозначают связи, а подписи CH₃ и CH₂ — группы атомов. Реакционные схемы показывают итог превращения, а не траектории отдельных атомов.

01

Первичная структура

Белки построены из остатков α-аминокислот, связанных пептидными связями. Последовательность этих остатков называют первичной структурой; она определяет возможности дальнейшего сворачивания.

Белок может включать одну или несколько полипептидных цепей. Правило n − 1 пептидных связей относится к одной линейной незамкнутой цепи из n остатков, а не автоматически ко всему многосубъединичному белку.

Одна цепь, 100 остатков

99 пептидных связей

Две линейные цепи, всего 100 остатков

98 связей

Остаток

Часть аминокислоты в цепи

Первичная структура задаёт порядок остатков. Число пептидных связей зависит также от числа и замкнутости цепей.

02

Уровни организации

Вторичная структура включает локальные спирали и слои, стабилизированные главным образом водородными связями пептидного остова. Третичная — пространственная укладка одной цепи.

Четвертичная структура описывает объединение нескольких цепей-субъединиц и есть не у каждого белка. В стабилизации участвуют гидрофобные, ионные, водородные взаимодействия и иногда дисульфидные связи.

Признак / примерОбъяснение
ПервичнаяПоследовательность
ВторичнаяЛокальные спирали и слои
ТретичнаяУкладка цепи
ЧетвертичнаяКомплекс субъединиц

Белковая структура имеет несколько уровней. Четвертичный уровень возникает только при объединении нескольких цепей.

Уровни организации белка

Исходные подписи на английском: последовательность, локальные структуры, укладка цепи и комплекс субъединиц. Русские пояснения приведены в конспекте.

Mariana Ruiz Villarreal / LadyofHats · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.

Модель молекулярной формы глицина

Показаны аминогруппа и COOH. В растворе зарядовая форма зависит от pH, а в кристалле преобладает цвиттер-ион.

Benjah-bmm27 · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.

03

Денатурация и гидролиз

Денатурация нарушает пространственную организацию и часто биологическую функцию белка, обычно не разрывая пептидные связи первичной структуры. Она может быть обратимой или необратимой в зависимости от условий.

Гидролиз разрывает именно пептидные связи и при полном протекании даёт аминокислоты или их соли в зависимости от среды. Сваренный белок не становится просто смесью свободных аминокислот.

Денатурация

Нарушение укладки

Гидролиз

Разрыв —CO—NH—

Полный гидролиз

Свободные аминокислоты после соответствующей обработки

Денатурация и гидролиз изменяют разные уровни строения. Их продукты и последствия различаются.

04

Качественные реакции и функция

Биуретовая реакция даёт фиолетовое окрашивание при взаимодействии пептидных групп с Cu(II) в щелочной среде. Она характерна для соединений с достаточным числом пептидных связей; свободные аминокислоты такой реакции не дают.

Ксантопротеиновая реакция связана с определёнными ароматическими остатками и не является одинаково выраженной для любого белка. Ферментативная, транспортная и структурная функции зависят от состава и пространственного строения. В линейной цепи из пяти остатков четыре пептидные связи. При формальном образовании цепи из пяти свободных аминокислот удаляются четыре H₂O, а при полном гидролизе они расходуются обратно. У многоцепочечного белка счёт проводят отдельно для каждой цепи.

Биуретовая

Пептидные группы, фиолетовый цвет

Ксантопротеиновая

Некоторые ароматические остатки

Функция

Определяется строением, а не только общей массой

Качественные реакции связаны с конкретными группами белка. Работа белка зависит от сохранения нужной структуры.

Соберём главное

Шесть выводов

01Первичная структура задаёт порядок остатков. Число пептидных связей зависит также от числа и замкнутости цепей.
02Белковая структура имеет несколько уровней. Четвертичный уровень возникает только при объединении нескольких цепей.
03Денатурация и гидролиз изменяют разные уровни строения. Их продукты и последствия различаются.
04Качественные реакции связаны с конкретными группами белка. Работа белка зависит от сохранения нужной структуры.
05Белки не имеют одной универсальной молекулярной формулы. Их разнообразие определяется последовательностью, длиной и организацией цепей.
06Для расчёта массы пептида учитывают воду конденсации. Для понимания функции дополнительно требуется пространственная структура.
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
1. Первичная структура белка — это…
2. Четвертичная структура означает…
3. При денатурации обычно сохраняется…
4. Гидролиз белка разрывает…
5. Одна линейная цепь из 100 остатков содержит пептидных связей…
6. Биуретовая реакция даёт…
7. Две линейные цепи суммарно из 100 остатков имеют связей…
8. Полный гидролиз белка после соответствующей обработки даёт…
9. Денатурация…
10. Ксантопротеиновая реакция связана с…

Учебный источник и иллюстрации

Основа: предоставленный учебник «Химия, 10 класс», § 48. Материал переработан и дополнен разъяснениями; источник: 10 класс. Химия — § 48. Белки.pdf. Учтены границы структурных моделей, влияние среды реакции и различия между составом и строением.

Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.

OpenStax: Organic Chemistry · OpenStax: реакции моносахаридов
↑

Загрузка прогресса…