Аминокислотный состав белков

Элементарный состав белков

В настоящее время установлено, что в живой природе не существует небелковых организмов. Белки наиболее важная часть веществ, входящих в состав организма. Впервые белки были обнаружены схожие с яичным белком Н.Мульдером (1838), который назвал их протеинами (протос - первый), основываясь на представлении, что протеины – важнейшая часть живой материи, без которой невозможна жизнь. «Повсюду, где мы встречаем жизнь, мы находим, что она связана с каким либо белковым телом, и повсюду, где мы встречаем какое-либо белковое тело, не находящееся в стадии разложения мы без исключения встречаем и явления жизни» (Ф. Энгельс)

Белки – это высокомолекулярные полимерные соединения, образующие при гидролизе аминокислоты.

В организмах обнаружено свыше 60 химических элементов, которые названы биоорганическими – это С, Н, N, О, S, P, Na,K,Ca,Mg, Zn, Fe, Mn, Cu, Mo, B, V, I, Cl.

Макроэлементы – это вещества, концентрации которых превышают 0,001% (О, С, Н, Са, N, P, S, Mg, Na, Cl, Fe); микроэлементы, доля которых составляет 0,001-0,000001% (Mn, Zn, Cu, B, Mo, Co,); а также ультра-микроэлементы, содержание которых не превышает 0,000001% (Hg, Au, U, Ra).

В состав клетки входят такие вещества как вода, (70%), углеводы (3%), аминокислоты (0,4%), нуклеотиды (0,4%), липиды (2%), белки (15%), ДНК (1%) РНК (6%,) неорганические ионы (1%).

Аминокислоты (аминокарбоновые кислоты) — органические соединения, в молекуле которых одновременно содержатся карбоксильные и аминные группы. Аминокислоты могут рассматриваться также как производные карбоновых кислот, в которых один или несколько атомов водорода заменены на аминные группы. В процессе биосинтеза белка в полипептидную цепь включаются 20 важнейших α-аминокислот.

Таблица 1 - Важнейшие α-аминокислоты

Аминокислота	Формула	Сокр. обозначение	рК а (NH3^+)р рК а (СООН), рК а (R)	р I
α-аминокислоты с неполярным (гидрофобным) заместителем
Аланин	NH3^+– CH2 – COO^- | CH3	(Ala, Aла)	2,3 9,7	6,0
Валин (незаменимая)	NH3^+– CH – COO^- | CH3 – СН – СН3	(Val, Вал)	2,3 9,6	6,0
Лейцин (незаменимая)	NH3^+– CH – COO^- | СН2 – СН(СН3)2	(Leu, Лей)	2,4 9,6	6,0
Изолейцин (незаменимая)	NH3^+– CH – COO^- | CH3 – СН – СН2 – СН3	(Ile, Иле)	2,4 9,7	6,1
Пролин	H2N^+–CH – COO^- | | H2C СН2 \ / СН2	(Pro, Про)	2,0 10,6	6,3
Фенилаланин (незаменимая)	NH3^+– CH – COO^- | СН2 –	(Phe, Фен)	1,8 9,1	5,5
Триптофан (незаменимая)	NH3^+–CH – COO^- | СН2   NН	(Trp, Три)	2,4 9,4	5,9
Метионин (незаменимая)	NH3^+–CH – COO^- | СН2 – СН2 –SСН3	(Met, Mет)	2,3 9,2	5,8
α-аминокислоты с полярным (гидрофильным) заместителем
Глицин	NH3^+–CH2 – COO^-	(Gly, Гли)	2,3 9,6	6,0
Серин	NH3^+– CH – COO^- | СН2ОН	(Ser, Сер)	2,2 9,2	5,7
Треонин	NH3^+– CH – COO^- | CH3 – СН – ОН	(Thr, Tре)	2,6 10,4	6,5
Аспарагин	NH3^+– CH – COO^- О | // СН2 – С \ NH2	(Asn, Асн)	2,0 9,8	5,4
Глутамин	NH3^+–CH – COO^- | О // СН2 – СН2 – С \ NH2	(Gln, Глн)	2,2 9,1	5,7
α-аминокислоты – кислотные
Аспарагиновая кислота	NH3^+– CH – COO^- | СН2 – СООН	(Asp, Асп)	2,1 9,8 3,9 (СООН)	3,0
Глутаминовая кислота	NH3^+– CH – COO^- | СН2 –СН2 – СООН	(Glu, Глу)	2,2 9,7 4,3 (СООН)	3,2
Цистеин	NH3^+– CH – COO^- | СН2 –SН	(Cys, Цис)	1,7 10,8 8,3 (SН)	5,0
Тирозин	NH3^+- CH – COO^- | СН2 _ _ОН	(Tyr, Тир)	2,2 9,1 10,1(ОН)	5,7
α-аминокислоты –основные
Лизин	NH3^+–CH – COO^- | (СН2)4 – NН3^+	(Lys, Лиз)	2,2 9,0 10,5(NН3^+)	9,8
Аргинин	NH2– CH – COOH | CH2 - CH2 - CH2 – NH – C – NH2 || NH	(Arg, Арг)	2,2 9,0 12,5 (гуанидин)	10,8
Гистидин (незамениамя)	NH3^+–CH – COO^- | NН СН2   N	(His, Гис)	8,1 9,2 6,0 (имидазол)	7,6

Молекулы α-аминокислот являются амфолитами, так как содержат две функциональные группы. Вследствие этого в их молекулах происходит перенос протона с карбоксильной группы на аминогруппу, т.е. прототропная таутомерия между таутомером, имеющим неионизированную структуру (ТНС), и таутомером с биполярно-ионной структурой (ТБИ)

NH₂–CRH – COOН↔ NH₃⁺–CRH – COO^-

ТНС ТБИ

Поскольку кислотные свойства ТБИ в 10⁵-10⁶ раз слабее, чем у ТНС, то в водных растворах и кристаллах это прототропное равновесие для молекул α-аминокислот практически полностью смещено в сторону ТБИ. Поэтому α-аминокислоты следует изображать в виде ТБИ.

Дата добавления: 2014-11-25