Proteinska kemijska formula: Podrobnosti

Za polno življenje potrebuje oseba beljakovine, maščobe, ogljikovi hidrati. Formula proteinske molekule ima kompleksno strukturo. Upoštevajte posebno sestavo in vrednost beljakovinskih spojin za živi organizem.

Raziskave

Beljakovine so še posebej pomembne za vitalno aktivnost organizmov. Glede na suho maso je njihova koncentracija v odstotkih ocenjena na 60%. Vsaka taka spojina ima svoje fizikalne lastnosti. Strukturna formula beljakovine vplivajo na njihove kemijske lastnosti kot tudi na biološki pomen.

Temeljne študije o strukturi in pomenu beljakovinskih molekul so bile izvedene od druge polovice 19. stoletja. Znanstveniki sistematično odkrivajo nove značilnosti beljakovinskih spojin, razmislijo o področjih njihove uporabe. Obstaja znanost o proteomiki, v kateri se proučuje beljakovinska formula, njene značilnosti.

Peptidi in proteini ustvarjajo edinstven svet, ki ga preučujejo različne naravoslovne znanosti.

Značilnosti razreda

Beljakovine so visokomolekularne spojine, ki vsebujejo dušik. Njihove molekule sestavljajo ostanki različnih aminokislin, ki so povezane z amidnimi vezmi.

Oblikovanje idej o strukturi beljakovinskih molekul

Prvi poskusi razumevanja strukture beljakovin, formule teh spojin, so nastali že v XVIII-XIX stoletju. V tem zgodovinskem obdobju so se iz mišic, krvi, mleka izolirale snovi s podobnimi lastnostmi. Nastale spojine so se koagulirale pri visokih temperaturah, tvorile so viskozne in lepljive raztopine v vodi, in ko so sežgale, se je začutil vonj po naravni volni.

Leta 1728 je Beccari iz navadne pšenične moke lahko izoliral snov, ki se je imenovala gluten. Beljakovinska formula ni bila znana, vendar je bila po lastnostih podobna jajčniku.

Razgradnja proteinskih molekul je imela pomembno vlogo pri preučevanju njihove strukture. Brakonno je preživel več ur v razkroju živalskih tkiv v kislem okolju. Po nevtralizaciji zmesi so dobili filtrat, v postopku izhlapevanja katerega je bil dobljen glikogen. Raziskovalec je lahko izoliral prvo aminokislino iz proteinske molekule.

Kemijsko formulo beljakovin smo odkrili šele leta 1846. Po številnih poskusih so v teh organskih spojinah našli žveplo, ogljik, fosfor in dušik.

Teorija beljakovin je predlagal nizozemski zdravnik in kemik Mulder, določena je bila beljakovinska formula.

Teorije o strukturi beljakovinskih molekul

Po raziskovanju elementarne sestave je bila beljakovinska formula definirana kot zmes radikalov in amino skupin. Po podrobni študiji produktov, ki so nastali med procesom hidrolize beljakovin, je kemik Danilevsky v svojih spojinah odkril prisotnost peptida (amidne vezi).

Nemški kemik Fisher je razvil drzno teorijo, imenovano osnovna serija, ki je prejemala jajčni albumin. Da se šteje za "očeta kemije beljakovinskih spojin."

Raziskava nemškega znanstvenika je pomagala razumeti strukturo beljakovin. Kemijske formule teh spojin ni določil, vendar je Fisher potrdil linearno razporeditev v strukturi proteinskih molekul aminokislinskih ostankov.

Različnost teh visokomolekularnih spojin je lahko razložil s pomočjo različnih lokacij aminokislinskih fragmentov v biopolimeru.

Za določitev velikosti molekulske mase Uporabili smo centrifugalne proteinske spojine. Znanstveniki niso uspeli samo izolirati encimov iz semen kavalije, ampak tudi dobiti kristale tripsin in pepsin.

Sredi prejšnjega stoletja je Pauling razvil model sekundarne proteinske strukture, ki se je imenovala alfa heliks. Postopoma so dešifrirali terciarne strukture insulina, hemoglobina in sintetizirali insulin.

Značilnosti proteinske strukture

Trenutno nobeden od biokemikov ne dvomi, da so beljakovine osnova strukture živih organizmov. Za njih je značilna visoka urejenost, raznolikost. Gibanje, krčenje mišic je posledica delovanja beljakovinskih molekul. Življenje je nemogoče brez popolne presnove, ki se pojavi v organizmih. Aktivnost vseh presnovnih procesov urejajo proteinski encimi.

V naravi je okoli 1012 različnih beljakovin, ki zagotavljajo delovanje 106 vrst organizmov, ki imajo drugačno strukturo. Takšna raznolikost beljakovinskih molekul omogoča različne kombinacije aminokislinskih ostankov, posameznih za vsak živ organizem.

Na primer, celica E. coli vsebuje približno tri tisoč različnih beljakovin, naše telo pa ima približno petdeset tisoč beljakovin. Obstaja veliko primerjalnih enostavnih struktur v naravnih biopolimerih, ki jih predstavljajo aminokisline, ki jih združujejo polipeptidne vezi.

Kakšna je formula beljakovin? Kemija ne daje dokončnega odgovora na to vprašanje. Sproščajo se dvajset esencialnih aminokislin, ki se združijo v različnih zaporedjih in tvorijo različne proteinske molekule.

Na primer, če obstajata dve izvorni aminokislini, potem se lahko tvorita le dve različici peptidov. S štirimi začetnimi monomeri lahko dobimo 24 izomerov.

V kombinaciji dvajset aminokislin 2.4 nastane za 1018 formul formul. V naravi ni naključnih kombinacij, za vsako vrsto je značilen specifičen sklop beljakovin, ki se šteje za dedno informacijo, ki je kodirana v strukturi DNA.

Zaradi informacij, ki so šifrirane v primarni strukturi proteinske molekule, je možno izvesti sintezo beljakovin. Linearna polipeptidna veriga se spontano obrne v tridimenzionalno strukturo. Oblikovanje tridimenzionalne strukture se ne zgodi naključno, ampak v določenem vrstnem redu, glede na informacije, ki jih vsebuje kombinacija aminokislin.

Vsebnost beljakovin v živih organizmih

Ker splošna formula proteinov potrjuje prisotnost ogljika, dušika in kisika v njih, lahko predpostavimo količinsko vsebino teh elementov v živem organizmu. Pri ljudeh so organi in tkiva čim bolj bogati z beljakovinskimi molekulami. Mnogi od teh biopolimerov se raztopijo v vodi. Največja vsebnost beljakovin najdemo v vranici, pljučih in mišicah (približno 80 odstotkov suhe mase).

Kot vir beljakovin so rastline in mikroorganizmi. Za proučevanje strukturnih značilnosti teh visokomolekularnih spojin se najprej izolirajo iz mišic, krvi, volne in las.

Značilne lastnosti

Kaj je elementarna sestava beljakovinskih molekul? V odstotkih je v takih spojinah skoraj polovica ogljik, približno 20 odstotkov je kisik, 15% je dušik, približno 7% je dušik, žveplo, fosfor, magnezij, mangan in železo pa so prisotni v majhnih količinah. Za spojine, ki vsebujejo dušik in vključujejo beljakovinske molekule, ugotavljamo:

• konstanten odstotek dušika (približno 16 odstotkov suhega ostanka);
• prisotnost aminokislin - strukturnih fragmentov;
• amidne vezi med aminokislinskimi ostanki;
• visoka molekulska masa;
• kompleksna struktura polipeptidnih vezi, ki je značilna za biološke in fizikalno-kemijske parametre proteinov.

Za odkrivanje monomerov se uporablja kisla, alkalna ali encimska hidroliza. Ta tehnika je ena od glavnih možnosti za kvalitativno analizo beljakovinskih molekul.

Aminokisline: lastnosti, lastnosti

A-aminokisline so izpeljane iz karboksilnih kislin, kjer je vodikov atom nadomeščen z amino skupino.

Upoštevajte, da je ta struktura značilna za vse aminokisline, ki so vključene v naravne proteine.

Del polipeptidov je sestavljen iz enega samega monomera, ki omogoča njihovo kvalitativno analizo. Med specifičnimi lastnostmi beljakovin je treba omeniti možnost denaturacije, ki jo spremlja izguba osnovnih kemijskih in fizikalnih parametrov ter izguba bioloških funkcij. V tem procesu so peptidne vezi uničene, ni možnosti za obnovitev biopolimera.

Proteinogene aminokisline

Vse aminokisline, ki sestavljajo proteinske molekule, se imenujejo proteinogene.

Pripadajo L-aminokislinam, vsebujejo amino skupino v α-položaju. Glicin je na primer najpreprostejši predstavnik tega razreda spojin. Razdeljeni so na strukturo, kislinsko-bazične lastnosti, biološke učinke.

Ta različica fiziološke klasifikacije aminokislin je pogojna, odvisna od individualnih značilnosti živega organizma. Za pravilno rast piščancev je potrebnih enajst esencialnih aminokislin.

Tisti organizmi, ki v procesu razvoja esencialnih kislin niso obdržali, so prisiljeni jesti manjkajoče sestavine za izdelavo beljakovinskih molekul s hrano.

Zaključek

Razlikujejo se primarne, sekundarne, terciarne in kvartarne strukture beljakovinskih molekul, vsaka raven ima svoje posebnosti. Najenostavnejša je primarna struktura, za katero je značilna kombinacija aminokislinskih ostankov. Sekundarna struktura vključuje polaganje verige v specifičnem zaporedju z uporabo vodikovih vezi, ki dobijo vijačnico.

Prostorska razporeditev polipeptidne verige tvori terciarno strukturo. Beljakovine so razdeljene na kroglaste oblike, ki imajo videz elipsoida. Obstajajo fibrilarne, za katere je značilna podolgovata oblika. Nekateri biopolimeri imajo kvarterno strukturo, ki jo tvori kompleks kemične vezi.