Главная > Разное > Биология и квантовая механика
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

§ 8. Структура белков

8.1. Аминокислоты

Белки являются полимерными молекулами очень большого молекулярного веса. Все поистине бесконечные в своем разнообразии белки, входящие в состав живых организмов на Земле, построены из небольшого числа (около 20) аминокислотных остатков. Молекулы аминокислот, входящие в состав живых систем на Земле (кроме глицина), оптически активны. Они вращают плоскость поляризации света влево и поэтому называются левыми.

Каждая аминокислота состоит из аминогруппы и карбоксильной группы (СООН), присоединенных к атому углерода, который называется а-углеродом и обозначается О. К этому атому присоединен также атом водорода и одна из 20 групп атомов, которыми аминокислоты отличаются друг от друга. Эту группу атомов принято обозначать буквой R и называть боковой цепью или радикалом. Таким образом, химическую формулу аминокислоты можно записать в виде

Рис. 10. Зеркальные изомеры L и D аминокислот: — азот; — ион калия.

Рис. 11. Структурные формулы боковых цепей (радикалов), входящих в белковые молекулы: — водород, — кислород, — углерод, — азот, — сера, связь с атомом полипептидной цепи.

На рис. 10 изображена пространственная структура двух пространственных изомеров аминокислот. Центральный атом углерода связанный одинарными связями (направленными к вершинам тетраэдра) с четырьмя атомами или группами атомов, называют асимметричным атомом углерода.

Оба зеркальных изомера L (левый) и D (правый) отличаются пространственным расположением атомов. Если смотреть со стороны радикала, то в -изомере атом водорода, карбоксильная группа и аминогруппа расположены по ходу часовой стрелки. В О-изомере эти группы расположены в обратном порядке. Природные аминокислоты являются веществами -ряда.

Таблица 6

(см. скан)

Продолжение табл. 6

(см. скан)

Продолжение табл. 6

В табл. 6 приведены химические формулы основных 19 радикалов, входящих в состав аминокислот. Их структурные формулы изображены на рис. 11 В некоторых случаях в состав белковых молекул могут входить вместо аминокислот иминокислота — пролин (Про), отличающаяся от аминокислот тем, что у нее к азоту присоединен только один атом водорода. Химическая формула пролина имеет вид

В водном растворе при некотором значении pH аминокислоты находятся в состоянии биполярного иона (цвиттериона):

При образовании цвиттериона (8.3) протон отщепляется от карбоксильной группы, тот же или другой протон из раствора присоединяется к аминогруппе. Молекула сохраняет нейтральность, однако приобретает бшьшой электрический дипольный момент. Значение pH, при котором аминокислоты находятся в состоянии цвиттериона, называется иаоэлектрической точкой. При понижении pH (добавление в раствор кислоты) протон из

раствора присоединяется к группе СОО и молекула становится положительным ионом:

При повышении pH (добавление раствор щелочи) происходит отрыв протона от аминогруппы в (8.3) и молекула приобретает отрицательный заряд:

Изменение pH раствора может также переводить и некоторые радикалы R в ионные состояния. У кислотных радикалов (табл. 6, № 14, 15) отщепляется протон. К щелочным радикалам (табл. 6, № 17—19) протон присоединяется.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление