Методичні вказівки до теми

«Амінокислотний склад і структура білків»

Мета роботи: уяснити взаємозв’язок між властивостями, структурою і біологічними функціями білків; розглянути пластичність і консерватизм будови білків, вивчити роль біотехнології в одержанні білків і амінокислот; вивчити принцип структурної організації і типи хімічних зв’язків білкової молекули. Набути навичок і уміння проведення експерименту по якісному визначенню аміно­кислотного складу білків, що необхідно для роботи в лабораторних умовах школи.

Звернути особливу увагу на первинну, вторинну, третинну, четвертинну структури білка і хімічні зв’язки, які беруть участь в їх утворенні.

Теоретичне обґрунтування теми:

Найважливішими біомолекулами є білки. В 1838 р. голландський вчений Мюльдер відобразив їх значення в назві “протеїни” (від грецького "протос" – первинний). На білки припадає не менше 50 % сухої маси клітини. За хімічною будовою білки – це біополімери, які складаються із залишків амінокислот, з’єднаних пептидними зв’язками. Для хімічного складу білків характерний постійний середній вміст нітрогену - біля 16%.

Білки виконують важливі біологічні функції: а) каталітичну - найсуттєвішу, так як переважна більшість перетворень в організмі здійснюється тільки під впливом каталізаторів – ферментів, які є білками; б) структурну - білки у тварин утворюють рогові покриви, є основою сполучення між клітинами (на структурний білок сполучної тканини колаген припадає третина всіх білків організму за масою); в) рухову (скорочувальні білки у всіх живих організмів побудовані і функціонують за спільним принципом, наприклад, актин і міозин у м’язовому волокні); г) транспортну - переносять гази (гемоглобін, міоглобін), залишки жирних кислот (альбумін крові), здійснюють активний транспорт багатьох речовин через мембрану; д) регуляторну - швидкість біохімічних перетворень регулюють зокрема гормони гіпофізу, підшлункової залози, які є білками або похідними амінокислот, нейроолігопептиди забезпечують в головному мозку складні психічні і фізіологічні явища (пептид страху, пам’яті тощо), білки є регуляторами зчитування спадкової інформації з ДНК, рецепторами мембран, які забезпечують трансформацію і передачу в клітину інформації (гормонального сигналу); е) захисну - антитіла, які виробляються у відповідь на появу чужорідних молекул, зв’язують і знешкоджують їх - білки, серед них - інтерферон – єдиний відомий білок, який знешкоджує чужорідну нуклеїнову кислоту; токсини, наприклад бутулізму є захисними молекулами для організму, який їх виділяє; є) енергетичну - при повному окисненні 1 г білка виділяється біля 17 кДж енергії, проте білки не відкладаються про запас, а при їх розщепленні вивільняється токсичний продукт – аміак, на детоксикацію якого витрачається енергія. Половина з амінокислот, які утворюють білки, в організмі людини не синтезується і повинна поступати з їжею, тому використання білків в енергетиці є для організму вимушеним, пов’язаним із незбалансованим вмістом в їжі амінокислот, необхідних для побудови білків.

Таким чином, білки забезпечують більшість життєвих проявів. Найпростішим живим організмом, який здатний реалізувати свою спадкову інформацію, є вірус – комплекс нуклеїнової кислоти і білка (вірус біологи жартома називають кепською новиною у білковому конверті).