История изучения белков

Это происходит за счет расщепления белков до составляющих их аминокислот, а потом, в соответствии с генной информацией из этих аминокислот строятся ткани и клетки организма. Часть аминокислот может синтезироваться в теле человека, при расщеплении различных тканей. Среди 20 аминокислот, используемых человеком в питании, есть ряд незаменимых, т.е. таких, которые в организме человека не синтезируются.

Белки являются высокомолекулярными природными азотсодержащими соединениями, состоящими из аминокислот. В природе существует порядка полутора сотен различных аминокислот, но лишь 20 из них содержатся в пищевых веществах, употребляемых человеком. Белки являются важнейшей составляющей частью здорового рациона.

I.Белки - основа для строительства организма

1.1 Что же такое белок?

Ключевой химический элемент белков – азот, который используется растениями для биосинтеза собственных растительных белков. Животные, питаясь растительной пищей, преобразуют полученный растительный белок в свой, животный. Человек, съедая растительную и животную пищу, трансформирует полученные с ней белки в элементы тканей своего тела.

Аминокислоты содержат аминогруппу (-NH2), которой присущи щелочные свойства, и карбоксильную группу (- СООН) с кислотными свойствами. Эти группы, как и атом водорода связаны с одним и тем же атомом углерода. В составе аминокислот всегда присутствуют специфические для каждой из них части. Их называют радикалами (R- группами). Общая формула аминокислот имеет такой вид (схема 1).

Аминокислоты делятся на земенимые и незаменимые. Заменимые аминокислоты способны синтезироваться из продуктов обмена вещест в организмах человека и животных. Незаменимые аминокислоты в организмах человека и животных не образуются, а поступают вместе с пище. Белки, которые содежрат все незаменимые аминокислоты, называют полноценными, в отличие от неполноценных, в состав которых входят не все из этих аминокислот.

Остатки молекул аминокислот в составе белков соединены между собой крепкой ковалентной связью, которая возникает между карбоксильной группой одной аминокислоты и аминогруппой другой. Этот тип связи называют пептидной.

Кроме того, аминокислотные остатки в составе белка часто подвергаются посттрансляционным модификациям, которые могут возникать и до того, как белок начинает выполнять свою функцию, и во время его «работы» в клетке. Часто в живых организмах несколько молекул разных белков образуют сложные комплексы, например, фотосинтетический комплекс.

(схема 1)

Белки были выделены в отдельный класс биологических молекул в XVIII веке в результате работ французского химика Антуана де Фуркруа и других учёных, в которых было отмечено свойство белков коагулировать (денатурировать) под воздействием нагревания или кислот. В то время были исследованы такие белки, как альбумин («яичный белок»), фибрин (белок из крови) и глютен из зерна пшеницы.

В начале XIX века уже были получены некоторые сведения об элементарном составе белков, было известно, что при гидролизе белков образуются аминокислоты. Некоторые из этих аминокислот (например, глицин и лейцин) уже были охарактеризованы. Голландский химик Геррит Мульдер на основе анализа химического состава белков выдвинул гипотезу, что практически все белки имеют сходную эмпирическую формулу. В 1836 году Мульдер предложил первую модель химического строения белков. Основываясь на теории радикалов, он после нескольких уточнений пришёл к выводу, что минимальная структурная единица белка обладает следующим составом: C40H62N10O12. Эту единицу он назвал «протеином» (Pr) (от греч. протос — первый, первичный), а теорию — «теорией протеина». Сам термин «протеин» был предложен ещё шведским химикомЯкобом Берцелиусом. Согласно представлениям Мульдера, каждый белок состоит из нескольких протеинных единиц, серы и фосфора. Например, он предложил записывать формулу фибрина как 10PrSP. Мульдер также исследовал продукты разрушения белков — аминокислоты и для одной из них (лейцина) с малой долей погрешности определил молекулярную массу — 131 дальтон. По мере накопления новых данных о белках теория протеина стала подвергаться критике, но, несмотря на это, до конца 1850-х всё ещё считалась общепризнанной.

К концу XIX века было исследовано большинство аминокислот, которые входят в состав белков. В конце 1880-х гг. русский учёный А. Я. Данилевский отметил существование пептидных групп (CO—NH) в молекуле белка. В 1894 году немецкий физиолог Альбрехт Коссель выдвинул теорию, согласно которой именно аминокислоты являются основными структурными элементами белков. В начале XX века немецкий химик Эмиль Фишер экспериментально доказал, что белки состоят из аминокислотных остатков, соединённых пептидными связями. Он же осуществил первый анализ аминокислотной последовательности белка и объяснил явление протеолиза.

Дата добавления: 2014-11-06