20.1. Аминокислоты, пептиды и белки

ПРИРОДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Понятие природные соединения обычно применяется к органическим соединениям, которые встречаются в живых организмах. Природные соединения подразделяются на несколько крупных классов. Важнейшие из них указаны в табл. 20.1.

Многие природные соединения обладают очень большой относительной молекулярной массой. Молекулы, относительная молекулярная масса которых превышает 10 000, называются макромолекулами. Макромолекулы играют чрезвычайно важную роль во всех биологических процессах. Ферменты, гемоглобин, крахмал и ДНК все это макромолекулярные биологически важные соединения. Многие из этих макромолекул построены из малых молекул, связанных в длинные цепи. В процессе их соединения происходит отщепление молекул воды. Следовательно, такой процесс образования макромолекул включает реакции конденсации.

Если макромолекула образована из одинаковых малых молекул или если в ее цепи регулярно чередуются несколько разных малых молекул (звеньев), то такая макромолекула называется полимером. Меньшие молекулы (звенья), из которых построен полимер, называются мономерами. Природные и синтетические полимеры могут иметь относительную молекулярную массу, достигающую нескольких миллионов единиц. Примерами природных полимерных материалов являются хлопок, каучук, древесина, шерсть. Примерами синтетических полимеров являются полиэтилен и полихлороэтилен (поливинилхлорид).

Большую группу природных соединений образуют белки. Они встречаются во всех растительных и животных тканях. Мышечные ткани всех людей, животных, птиц и рыб состоят из белков. Белки содержатся в дрожжах, плесени и бактериях. В меньшем количестве белки встречаются в листьях, семенах, стеблях и накопительных органах (клубнях и т. д.) растений. Белки играют чрезвычайно важную роль в поддержании структуры и правильного функционирования всех живых организмов. Например, ферменты представляют собой белки, катализирующие химические реакции, которые протекают в живых организмах (см. разд. 9.2).

С химической точки зрения белки представляют собой полиамиды. Их главными структурными фрагментами являются аминокислоты. Белки можно рассматривать как полимеры, состоящие из аминокислот. Эти аминокислоты связаны между собой пептидными связями. Образование каждой пептидной связи сопровождается отщеплением молекулы воды.

Цветочная пыльца включает следующие типичные компоненты: приблизительно 15% белков;

19 различных ферментов и коферментов; до 15% различных углеводов;

приблизительно 5% жиров и масел, включая около 16 жирных кислот; свыше 10 различных витаминов; пигменты, окрашивающие пыльцу;

до 25% золы, содержащей следующие элементы:

до 10% воды.

Таблица 20.1. Природные соединения