Глава 5. Аминокислоты, пептиды и белки

Белки – непременный компонент всех живых организмов – животных, растительных и бактериальных. В клетке на их долю приходится не менее 50% сухого веса. Белки играют решающую роль практически во всех биологических процессах.

Существует очень много различных белков с самыми разнообразными функциями. Все белки отличаются не только функциями, но и составом, и структурой. Однако у белков есть общее свойство – они все построены из аминокислот. Поэтому, прежде чем изучать строение и свойства белков нужно разобраться со строением и свойствами аминокислот.

 

Аминокислоты

1. Определение: Аминокислоты – это карбоновые кислоты, у которых один или несколько атомов водорода заменены аминогруппой, то есть это молекулы, содержащие кислотную (СООН) и осн о вную (NH₂) группы.

Известно свыше 150 различных аминокислот. Можно их разделить на:

 

 

Все белки построены из 20 различных белковых аминокислот. Но иногда в некоторых белках обнаруживаются другие, очень редкие аминокислоты.

Строение белковых аминокислот.

Обратите внимание, что не все α-аминокислоты будут белковыми аминокислотами.

 

Классификация белковых аминокислот.

Все 20 аминокислот делят на 4 группы по свойствам радикала – отношению к воде и заряду.

(гидрофобные – не «любят», отталкивают воду, в воде не растворяются; гидрофильные – «любят» воду, растворяются в воде)

Классификация и формулы аминокислот представлены на рис. 5-2.

Номенклатура аминокислот

Все белковые аминокислоты называют, используя тривиальную номенклатуру. Названия чаще всего связаны с источником выделения аминокислоты. Например, аспарагин – был выделен из спаржи (asparagus), тирозин – из сыра (tyros по-гречески) и т.д.

Стереохимия аминокислот

Получаемые из белков аминокислоты, за исключением глицина, оптически активны, так как они содержат асимметрический атом углерода. Это α-углерод в цепи аминокислоты. Поэтому, аминокислоты существуют в двух пространственных конфигурациях (D и L), являющихся зеркальными изомерами (рис. 5-1).

Все природные аминокислоты принадлежат к L-ряду. D-аминокислоты в белках не встречаются, но в живой природе они довольно широко распространены. Например, D-аминокислоты – непременный компонент клеточных стенок бактерий.

 

2 изомера аминокислоты аланин:

 

 

Рис. 5-1. Стереоизомерия аминокислот на примере аланина

 

Ι. Аминокислоты с гидрофобным радикалом

(содержат группы –СН₂–, –СН₃, ароматические кольца)

1. Аланин – ала

2. Валин – вал

3. Лейцин – лей

4. Изолейцин – иле

5. Метионин – мет

6. Фенилаланин – фен

7. Триптофан – три

8. Пролин – про

ΙΙ. Аминокислоты с гидрофильным не заряженным радикалом

(содержат группы –ОН, –SН, амидную)

1. Глицин – гли

2. Серин – сер

3. Треонин – тре

4. Цистеин – цис

5. Тирозин – тир

6. Аспарагин – асн

7. Глутамин – глн

 

ΙΙΙ. Аминокислоты с гидрофильным, заряженным отрицательно, радикалом

1. Аспарагиновая кислота – асп

2. Глутаминовая кислота – глу

Рис. 5-2. Классификация аминокислот

ΙV. Аминокислоты с гидрофильным, заряженным положительно, радикалом

1. Лизин – лиз

2. Аргинин – арг

3 Гистидин – гис