Строение белков: основы органической химии

1.

Строение белков: основы
органической химии
Белки – это сложные органические молекулы, играющие ключевую
роль во всех живых организмах. Понимание их структуры имеет
огромное значение для различных областей науки, от медицины до
биотехнологии.
Выполнил: Джаббаров Азизбек Амонович. Группа 1428

2.

Аминокислоты: строительные
блоки белков
Аминокислоты – это органические соединения, содержащие амино- и карбоксильную
группы. Они являются мономерами, из которых построены белки. Существует около 20
различных типов аминокислот, каждая из которых имеет уникальную боковую цепь (Rгруппу), определяющую её химические свойства.
Разнообразие аминокислот позволяет белкам выполнять широкий спектр функций.
Аминокислоты соединяются друг с другом посредством пептидных связей, образуя
полипептидные цепи, которые затем сворачиваются в сложные трехмерные структуры.
Аминогруппа (NH2)
Обеспечивает основные свойства.
Карбоксильная группа
(COOH)
Обеспечивает кислотные свойства.
R-группа
Определяет уникальные свойства каждой аминокислоты.

3.

Пептидная связь: образование
полипептидной цепи
Пептидная связь – это ковалентная связь, которая образуется между аминокислотами при
образовании полипептидной цепи. Она возникает в результате реакции дегидратации, когда
молекула воды удаляется из аминогруппы одной аминокислоты и карбоксильной группы другой.
Пептидная связь очень прочная и стабильная, что позволяет белкам сохранять свою структуру.
Полипептидная цепь имеет N-конец (свободная аминогруппа) и C-конец (свободная карбоксильная
группа). Последовательность аминокислот в полипептидной цепи определяет первичную структуру
белка.
Аминокислота 1
Аминогруппа (NH2)
Аминокислота 2
Карбоксильная группа (COOH)
Пептидная связь
Образование связи с выделением воды (H2O)

4.

Уровни организации белковой структуры:
первичная структура
Первичная структура белка – это линейная последовательность аминокислот в полипептидной цепи. Она определяется
генетической информацией, закодированной в ДНК. Первичная структура является основой для всех последующих уровней
организации белковой структуры.
Изменение даже одной аминокислоты в первичной структуре может привести к серьезным последствиям для функции
белка. Например, замена глутаминовой кислоты на валин в бета-цепи гемоглобина приводит к развитию
серповидноклеточной анемии.
Последовательность аминокислот
Основа для структуры
Определяет генетический код.
Определяет высшие уровни организации.

5.

Вторичная структура: α-спирали и
β-складчатые структуры
Вторичная структура белка – это локальное пространственное расположение
полипептидной цепи, стабилизированное водородными связями между атомами
пептидного скелета. Основными типами вторичной структуры являются α-спирали и βскладчатые структуры.
α-спираль – это спиральная структура, в которой полипептидная цепь закручивается
вокруг оси. β-складчатая структура – это структура, в которой полипептидные цепи
располагаются параллельно или антипараллельно друг другу, образуя складки.
α-спираль
Спиральная структура, стабилизированная водородными связями.
β-складчатая структура
Складчатая структура, образованная параллельными или антипараллельными
цепями.

6.

Третичная структура: пространственное расположение
полипептидной цепи
Третичная структура белка – это трехмерное расположение всех атомов полипептидной цепи в пространстве. Она стабилизируется различными типами
взаимодействий, включая водородные связи, ионные связи, дисульфидные мостики и гидрофобные взаимодействия.
Третичная структура определяет форму и функцию белка. Белки с одинаковой первичной структурой могут иметь разные третичные структуры, что приводит к
различиям в их биологической активности. Фолдинг (сворачивание) белка – это процесс формирования третичной структуры.
1
Водородные связи
Ионные связи
2
Гидрофобные взаимодействия
4
3
Дисульфидные мостики

7.

Четвертичная структура: взаимодействие нескольких
полипептидных цепей
Четвертичная структура белка – это пространственное расположение нескольких полипептидных цепей (субъединиц) относительно друг друга. Она
характерна только для белков, состоящих из двух или более субъединиц.
Субъединицы могут быть идентичными или разными. Взаимодействие между субъединицами стабилизируется теми же типами взаимодействий, что и
третичная структура. Примером белка с четвертичной структурой является гемоглобин, состоящий из четырех субъединиц.
Субъединица 1
Субъединица 2
Взаимодействие

8.

Типы белков: фибриллярные и
глобулярные белки
Белки можно классифицировать на различные типы в зависимости от их формы
и растворимости. Основными типами являются фибриллярные и глобулярные
белки. Фибриллярные белки имеют удлиненную, нитевидную форму и обычно
нерастворимы в воде. Они выполняют структурные функции.
Глобулярные белки имеют сферическую форму и обычно растворимы в воде.
Они выполняют разнообразные функции, включая ферментативные,
транспортные и регуляторные. Примерами фибриллярных белков являются
коллаген и кератин, а примерами глобулярных белков – гемоглобин и антитела.
Фибриллярные
Глобулярные
Структурные, нерастворимые.
Функциональные,
растворимые.

9.

Функции белков в организме
Белки выполняют множество важных функций в организме, включая:
Ферментативную: ускорение химических реакций.
Структурную: обеспечение формы и поддержки клеток и тканей.
Транспортную: перенос веществ в организме.
Защитную: защита организма от инфекций.
Регуляторную: контроль клеточных процессов.
Белки являются ключевыми компонентами ферментов, антител, гормонов и других биологически активных молекул. Без белков
жизнь была бы невозможна.
50%
25%
25%
Ферменты
Структура
Регуляция
Ускорение реакций
Форма и поддержка
Контроль процессов

10.

Заключение: важность понимания
строения белков
Понимание строения белков имеет огромное значение для различных областей науки и
медицины. Оно позволяет разрабатывать новые лекарства и методы лечения заболеваний, а
также создавать новые материалы и технологии. Белки – это фундаментальные строительные
блоки жизни, и их изучение открывает новые горизонты для научных исследований.
Благодарим за внимание! Надеемся, что эта презентация помогла вам лучше понять строение и
функции белков.
Лекарства
Разработка новых лекарств
Лечение
Совершенствование методов лечения
Технологии
Создание новых материалов