Презентация на тему " Белки"

БЕЛКИ

Немного истории

Белки были выделены в отдельный класс биологических молекул в XVIII веке в результате работ французского химика Антуана Фуркруа и других учёных Голландский химик Геррит Мульдер провёл анализ состава белков и выдвинул гипотезу, что практически все белки имеют сходную эмпирическую формулу. Термин «протеин» для обозначения подобных молекул был предложен в 1838 году сотрудником Мульдера Якобом Берцелиусом. В 1836 Мулдер предложил первую модель химического строения белков. Основываясь на теории радикалов он сформулировал понятие о минимальной структурной единице состава белка, C 16 H 24 N 4 0 5 , которая была названа протеин (Pr), а теория - теорией протеина. По мере накопления новых данных о белках теория неоднократно подвергалась критике, но до конца 1850-х оставалась общепризнанной.

Антуан Франсуа де Фуркруа , основоположник изучения белков

Первым установил строение белков в 1902г. выдающийся биохимик Эмиль Герман Фишер (1852-1919). В начале 60-х гг. пептидная теория Фишера была доказана синтезом полипептида состоящего из 18 аминокислот. Первым белком, первичную структуру которого удалось расшифровать, был инсулин. Они количественно преобладают над всеми другими органическими соединениями в живой клетке, на их долю приходится до 50% общей массы органических веществ животной клетки.

Элементарный состав

• Углерод – 50 – 55%
• Водород – 6,5 – 7,3%
• Азот – 15 – 18%
• Кислород – 21 – 24%
• Сера – до 2,4%
• И золы до 0,5 % (Р, Fе, Мg, Мn).

Аминокислотный состав

В состав белков входят

18 α-L-аминокислоты и два амида (протеиногенны)

Аминокислоты делятся на 7 групп по радикалу:

• Алифатические нейтральные аминокислоты – глицин, аланин, валин , лейцин , изолейцин ;
• Алифатические гидроксиаминокислоты - серин, треонин ;
• Серосодержащие аминокислоты – цистеин, метионин ;
• Кислые аминокислоты и их амиды – аспарагиновая кислота и ее амид аспарагин, глутаминовая кислота и ее амид глутамин;
• Основные аминокислоты – лизин , аргинин , гистидин ;
• Ароматические и гетероароматические аминокислоты – фенилаланин , тирозин, триптофан ;
• Циклические аминокислоты – пролин.

Алифатические нейтральные аминокислоты

ГЛИЦИН

АЛАНИН

ГЛИ

ВАЛИН

АЛА

ЛЕЙЦИН

ИЗОЛЕЙЦИН

ВАЛ

ЛЕЙ

ИЛЕ

Алифатические гидроксиаминокислоты

СЕРИН

ТРЕОНИН

СЕР

ТРЕ

Серосодержащие аминокислоты

ЦИСТЕИН

МЕТИОНИН

ЦИС

МЕТ

Кислые аминокислоты и их амиды

Аспарагиновая кислота

АСПАРАГИН

АСП

Глутаминовая кислота

АСН

ГЛУТАМИН

ГЛУ

ГЛН

Основные аминокислоты

ЛИЗИН

АРГИНИН

ЛИЗ

АРГ

ГИСТИДИН

Растительные организмы синтезируют все 20 аминокислот, человек и животные не могут самостоятельно синтезировать 10 аминокислот (жирным шрифтом). Такие аминокислоты называются незаменимыми, и они обязательно должны входит в рацион животных и людей. В зависимости от аминокислотного состава белки делятся на полноценные и неполноценные белки

Незаменимые аминокислоты — необходимые аминокислоты, которые не могут быть синтезированы в том или ином организме, в частности, в организме человека. Поэтому их поступление в организм с пищей необходимо.

Структура белка

Белок всех организмов состоит из 20 видов аминокислот. Каждый Б. характеризуется определённым ассортиментом и количественным соотношением аминокислот. В молекулах Б. аминокислоты соединены между собой пептидными связями (—СО—NH—) в линейной последовательности, составляющей так называемую первичную структуру Б.

Классификация белков

Классификация белков

Классификация белков по форме молекулы

Фибриллярные - имеют вид пучка нитей. В отличие от глобулярных белков третичная структура состоит из трех вторичных структур свернутых в суперспираль

Глобулярные - имеют сферическую форму (глобулу) или стремятся к ней

Классификация белков по хим. составу

Простые (протеины)

Сложные (протеиды)

Белки, состоящие только из аминокислот

Содержат белковую часть и небелковую (ионы металлов, липиды, углеводы и.т.п.)

Липопротеиды, гликопротеиды, фосфопротеиды, (гемоглобин)

Альбумины, глобулины, фибрин, трипсин, гистоны

Свойства белков

Химические свойства белков

• Горят со специфическим запахом жженого пера.
• Растворение в воде. Белки делятся на растворимые и нерастворимые в воде. С водой белки образуют коллоидные системы, они могут сильно набухать и образовывать студни.
• Денатурация – утрата белковой молекулой структурной организации, под влиянием некоторых факторов.

Денатурация

Обратимая денатурация – частичное разрушение пространственной структуры белка (Возможен обратный процесс - ренатурация ). Обратимая денатурация происходит в результате высаливания (выделение белка из раствора добавлением соли) или коагуляции (нарушение структуры гидратных оболочек макромолекул белка, приводящее к выпадению гелеобразного осадка).

Необратимая денатурация – полное разрушение пространственной структуры белка, приводящее к потере биологической активности (ренатурация невозможна

Денатурация происходит под действием:

• обезвоживания,
• резкого изменения рН среды (кислоты, щелочи),
• спиртов,
• солей тяжелых металлов,
• температуры,
• радиации,
• давления.

• Гидролиз – распад белка на аминокислоты. Гидролиз бывает: щелочным, кислотным, ферментативным

Н 2 О Н 2 О Н 2 О

Белок  полипептиды  олигопептиды  дипептиды

Н 2 О

 аминокислоты

• Подвергаются гниению (под действием гнилостных бактерий), при этом образуется СН 4 , Н 2 S, Н 3 N, Н 2 О и другие низкомолекуляные продукты

Цветные реакции на белок

№

1

Название

Биуретовая реакция

Реакция

2

Группы

Белок + NаОН + СuSО 4 → фиолетовое окрашивание

Ксантопро-теиновая реакция

3

4

Миллоновая реакция

На пептидную связь

Белок + НNО 3 → ярко-желтое окрашивание

На ароматические кольца

Сульфгид-рильная реакция

5

Белок + р-р Нg(  О 3 ) 2 в НNО 3 → вишнево-красное окрашивание

Фенольные группировки

Белок + Рb(СН 3 СООН) 2 → черные осадок

Реакция Адамкевича

На – S – S – мостики

Белок + глиоксалевую кислоту + Н 2 SО 4(КОНЦ.) → фиолетовое окрашивание

На индольные группировки

Гидратация - способность белков прочно связывать значительное количество влаги; при этом они набухают, их масса и объём увеличиваются

Пенообразование – способность белков образовывать системы высокой концентрации «жидкость – газ». Их называют пенами.

Физические свойства белков

Агрегатное состояние

Твёрдые Жидкие

Форма молекул

Глобулярные белки Фибриллярные белки

Молекулы свёрнуты в Молекулы образуют

компактные глобулы длинные волокна

сферической или (фибриллы),

эллипсоидной формы. ассиметричны, прочны,

Растворимы в воде способны растягиваться.

образуют коллоидные Не растворимы в воде.

растворы. Коллаген – в сухожилиях;

- Антитела; Кератин – в коже, ногтях;

- Ферменты; Миозин – в мускулах.

- Гормоны;

- Гемоглобин.

Синтез белков

•   В 1955 была выяснена структура инсулина. Вслед за этим была раскрыта первичная структура, рибонуклеазы, гемоглобина, трипсина и ряда других белков. Путём химического синтеза сначала были получены сложные пептиды со свойствами гормонов , затем удалось синтезировать гормон инсулин, наконец — фермент рибонуклеазу. Правильность химической формулы инсулина и рибонуклеазы подтвердилась тем, что синтетические белки не отличались от белков, продуцируемых организмом. Сейчас полностью или частично установлена структура свыше 200 белков.

Использование белков

• Белки широко используются в промышленности. Из белка состоят шерстяные и шелковые ткани, пластмасса галалит, кожа. Можно изготавливать ткани также из искусственных белковых нитей, получаемых из растительных белков. Например из семян лупина.

Значение белков.

Белки имеют большое значение, т.к. они входят в состав всех живых организмов. Эти биополимеры – носители жизни, основа живой клетки.  

Трехмерная структура фермента лизоцима

ПРОДУКТЫ, СОДЕРЖАЩИЕ ЖИВОТНЫЕ БЕЛКИ

ПРОДУКТЫ, СОДЕРЖАЩИЕ РАСТИТЕЛЬНЫЕ БЕЛКИ

Вывод:

В связи с большим значением белков в наши дни разрабатываются новые методы получения белков путём промышленного микробиологического синтеза, т. е. выращиванием микробов (например, дрожжей и др.) на дешёвом сырье (например, нефти, газе и др.).

Биосинтез белков (схема)

Домашнее задание:

Прочитать § 38, выбрать один конкретный белок и сделать по нему реферат или презентацию. Внимание: повторяться белки не должны!