Глава 15. АМИНОКИСЛОТЫ И БЕЛКИ

ЦЕЛИ ИЗУЧЕНИЯ

1. Познакомиться со строением и химическими свойствами аминокислот.

2. Уяснить природу кислотно-основных свойств аминокислот.

3. Получить представление о строении белков и связи между структурой и функциями белков в организме.

4. Познакомиться с природой и значением ферментов.

5. Получить представление об экспериментальных методах анализа аминокислот и белков.

Белки составляют один из важнейших классов веществ биологического происхождения. Мускулы, кожа, волосы, ногти, соединительные ткани построены в основном из белков. Ферменты, которые катализируют все биохимические процессы, также являются белками. Белки, входящие в состав клеточных мембран, регулируют движение (транспорт) веществ внутрь клетки и из нее. Белками являются и многие гормоны.

Белки — это сложные полимерные вещества, построенные из остатков аминокислот.: В этой главе мы познакомимся со строением и химией аминокислот, со строением белковых молекул и с тем, как структура белка способствует выполнению им определенных функций в живой клетке.

АМИНОКИСЛОТЫ

Молекулы аминокислот содержат карбоксильную группу — и аминогруппу Общая формула аминокислот такова:

В качестве радикала R в состав важнейших природных аминокислот входит около 20 различных групп. Исключение составляет аминокислота пролин, имеющая несколько иную структуру. В табл. 15-1 показаны 20 важнейших аминокислот, которые входят в состав белков. Кроме них. в природе встречается еще несколько редких аминокислот. Цистеин и гидроксипролин, производные цистеина и пролина, также встречаются в белковых молекулах. Каждая из аминокислот имеет стандартное сокращенное обозначение.

(см. скан)

(см. скан)

Заместители входящие в состав различных аминокислот, различаются размерами, формой, полярностью, наличием функциональных групп. Некоторые из этих заместителей полярны, другие нет, в состав некоторых из них входят гидроксильная или карбоксильная группа, ароматическое кольцо или иные фрагменты структуры. В простейшей аминокислоте глицине в качестве группы R присутствует атом водорода, в аланине - метильная группа и т. д. Благодаря этим различиям, аминокислоты сильно отличаются друг от друга по свойствам и могут образовывать белки самого разного состава.

Двенадцать из этих двадцати аминокислот могут быть синтезированы человеческим организмом. Восемь других, называемых незаменимыми, человек должен получать с пищей. Для взрослых людей незаменимыми являются:

Дети в возрасте до 6 лет должны получать с пищей еще две аминокислоты:

Далеко не все белки содержат все незаменимые аминокислоты в достаточном количестве. Животные белки обычно богаче этими аминокислотами, чем растительные. Наилучший источник незаменимых аминокислот — яйца и молоко. Среди источников растительных белков полный и сбалансированный набор незаменимых аминокислот содержат хлеб, арахисовое масло и особенно рис.

Все природные аминокислоты (кроме глицина) имеют в молекуле асимметрический -углеродный атом и принадлежат к -ряду. Для большинства аминокислот (кроме цистеина) это соответствует -конфигурации хирального центра.

Белки построены из остатков 20 аминокислот. В молекулах аминокислот имеются карбоксильная группа и аминогруппа в -положении. Аминокислоты отличаются друг от друга природой заместителя . В его состав могут входить дополнительные кислотные и основные группы, а также группы или неполярные углеводородные фрагменты. Все природные аминокислоты (кроме глицина) имеют хиральный центр и принадлежат к -ряду.