Белки – это высокомолекулярные органические соединения, мономерными звеньями, которых являются α-аминокислоты, соединённые между собой пептидной связью. Классификация:
- по форме молекул (глобулярные или фибриллярные); Фибриллярные белки. Полипептидные цепи расположены параллельно друг другу, вытянутые цепи образуют длинные нити или слои. Они служат главным органическим материалом соединительной ткани и являются структурным компонентом мышечного волокна. Например, коллаген, эластин. Глобулярные белки. Полипептидные цепи плотно свёрнуты в компактные шарообразные структуры (глобулы). Являются водорастворимыми. Например, ферменты.
- по молекулярной массе (низкомолекулярные, высокомолекулярные и др.);
- по химическому строению (наличие или отсутствие небелковой части);
- по выполняемым функциям (транспортные, защитные, структурные белки и др.);
- по локализации в клетке (ядерные, цитоплазматические, лизосомальные и др.);
- по локализации в организме (белки крови, печени, сердца и др.);
Первичная структура белка – это последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи молекулы, соединённых между собой пептидными связями.
Пептидная связь характеризуется следующими свойствами:
1) атомы О и Н пептидной связи имеют трансориентацию;
2) четыре атома пептидной связи лежат в одной плоскости, т.е. для пептидной связи характерна компланарность;
3) пептидная связь в молекуле белка проявляет кето-енольную таутомеризацию;
4) длина C-N-связи, равная 0,13 нм, имеет промежуточное значение между длиной двойной ковалентной связи (0,12 нм) и одинарной ковалентной связи (0,15 нм), из чего следует, что вращение вокруг оси C-N затруднено;
5) пептидная связь прочнее обычной ковалентной, т.к. она является полуторной (из-за перераспределения электронной плотности).
Для каждого индивидуального белка последовательность аминокислот в полипептидной цепи является уникальной. Она определяется генетически и в свою очередь определяет более высокие уровни организации данного белка.
Аминокислотный остаток, находящийся на том конце цепи, где имеется свободная аминогруппа, называется аминоконцевым, или N-концевым, а остаток на другом конце, несущем свободную карбоксильную группу, -карбоксиконцевым, или С-концевым. Название полипептида начинается с N-конца.
Фрагментирование полипептидных цепочек
Хемотрипсин, расщепляет пептидные связи, образованные карбоксильными группами ароматических АК
Трипсин, расщепляет пептидные связи, образованные АК, содержащими две аминогруппы (лизин, аргинин)
Бромциан (CNBr), расщепляет пептидные связи, образованные между карбоксильной группой метионина и аминогруппой любой другой АК.
Гидроксиламин (NH2OH), расщепляет пептидные связи, образованные между остатками аспарагиновой кислоты и глицина
N-бромсукцинамид, расщепляет пептидные связи образованные между карбоксильной группой триптофана и аминогруппой любой другой АК).
Секвинаторы - автоматические приборы, позволяющие с помощью метода Эдмана (реакции полипептидов с фенилизотиоционатом) изучать первичную структуру пептидов, содержащих до нескольких десятков аминокислотных остатков.
Фенилтиогидантоиновый метод Метод для определения первичной структуры белка. Основан на взаимодействии фенилизотиоцината с N-концевой АК. Суть метода заключается в обработке исследуемого пептида определенным набором реагентов, что приводит к отщеплению одной аминокислоты с N-конца последовательности. Циклическое повторение реакции и анализ продуктов реакций дают информацию о последовательности аминокислот в пептиде.
