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.
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.
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 / пример | Объяснение |
|---|---|
| Первичная | Последовательность |
| Вторичная | Локальные спирали и слои |
| Третичная | Укладка цепи |
| Четвертичная | Комплекс 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.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
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.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
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.
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.
Шесть выводов
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
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