Bielkoviny - štruktúra a vlastnosti v chémii Schülerlexikon Lernhelfer

Aminokyseliny sú stavebnou jednotkou bielkovín. Všetky bielkoviny, ktoré tvoria bunky všetkých živých bytostí vrátane ľudí, sú tvorené iba z 20 z nich. Rozmanitosť bielkovín je základom pre rôzne funkcie, ktoré majú.

sacharidy

# Cukry # Sacharidy # Polysacharidy # Disacharidy # Glukóza # Sacharóza

Aminokyseliny a bielkoviny

# Polyméry # Aminokyseliny # Bielkoviny # Mastné kyseliny # Peptid # Polypeptid # oligopeptid # Depeptid # Izoelektrický bod

vlastnosti

Dôležitosť bielkovín v tele

Bielkoviny sú makromolekulárne prírodné látky, ktoré sa zúčastňujú všetkých základných životných procesov, ako sú metabolizmus a zmena energie, dedičnosť a reprodukcia. Spĺňajú mnoho rôznych funkcií v ľudskom tele. Sú teda základným stavebným prvkom všetkých živých buniek.

Proteíny myozín a aktín umožňujú z. B. svalová kontrakcia. Hemoglobín má schopnosť viazať kyslík a tým ho transportovať.

Proteíny v krvnej plazme tvoria obranný systém nášho tela. Enzýmy katalyzujú procesy v bunkách.

Bunky zvierat a rastlín pozostávajú tiež z bielkovín.
Bielkoviny sú základnou látkou života.

Podľa funkcie v tele/v bunkách sa proteíny dajú rozdeliť do rôznych skupín.

Bielkoviny sa musia konzumovať s jedlom. Väčšina rastlín si dokáže tieto životne dôležité látky vyrobiť sama. Ľudia a zvieratá musia pre svoje telo prijímať bielkoviny.

Premena bielkovín v tele

Aby bolo možné v tele vytvárať vlastné bielkoviny, musia sa bielkoviny prijímať spolu s jedlom.
Pomocou enzýmov sa bielkoviny z potravy štiepia na naše vo vode rozpustné zložky, aminokyseliny, v našom tráviacom systéme.

V tejto podobe je možné ich vyzdvihnúť a prepraviť. Z aminokyselín si bunky vytvárajú svoje vlastné typické bielkoviny prostredníctvom nových spojení v syntéze bielkovín na ribozómoch.

Odhaduje sa, že rozvinutejší organizmus obsahuje 10 000 až 1 000 000 000 rôznych bielkovín.

Polypeptidové reťazce, ktoré tvoria proteíny, sa štiepia v našom tráviacom systéme

Syntéza a stavba bielkovín

Bunky syntetizujú proteíny na ribozómoch. Na to je potrebná m-RNA, ktorá získava informácie z DNA z bunkového jadra, a t-RNA, ktorá prináša aminokyseliny.

Bielkoviny majú peptidovú väzbu .
Dva aminokyselinové zvyšky sú navzájom spojené prostredníctvom tejto špeciálnej väzby.

Aminokyseliny majú v molekule tak karboxylovú skupinu, ako aj aminoskupinu.

Keď dve aminokyseliny reagujú, tieto funkčné skupiny sú spojené a voda sa odštiepi.
Vytvorí sa peptidová väzba.

Ak mnoho aminokyselín reaguje navzájom, vznikajú polypeptidy (makromolekulárne zlúčeniny podobné reťazcu).

Pretože sa 20 esenciálnych aminokyselín môže navzájom kombinovať v rôznych počtoch a kombináciách, existuje veľká rozmanitosť. Za predpokladu, že sú spojené dve molekuly glycínu a dve molekuly cysteínu, existujú štyri možné kombinácie:

Glycín-Glycín-Cysteín-Cysteín
Glycín-Cysteín-Cysteín-Glycín
Cysteín-Glycín-Glycín-Cysteín
Glycín-Cysteín-Glycín-Cysteín

Ak predpokladáme, že v polypeptidovom reťazci je v priemere 100 zvyškov molekúl aminokyselín, potom existuje teoreticky 20 100 rôznych polypeptidových reťazcov.

Štruktúra bielkovín

Polypeptidové reťazce sa líšia typom, počtom a poradím svojich aminokyselín (aminokyselinová sekvencia).
Aminokyselinová sekvencia je reprezentovaná primárnou štruktúrou proteínov.

Vodíkové väzby sa tvoria medzi CO a NH skupinami peptidových väzieb v rôznych bodoch molekuly proteínu.

Tak sa vytvorí sekundárna štruktúra.
Existujú dve formy sekundárnej štruktúry.

  • V štruktúre špirály sú aminokyselinové zvyšky usporiadané do špirály.
  • Plátová štruktúra sa vytvorí spojením natiahnutých peptidových reťazcov. Celková štruktúra pripomína list papiera zložený ako akordeón.

Sekundárna štruktúra ako celok môže mať priestorový tvar.
Toto sa nazýva terciálna štruktúra a popisuje úplnú priestorovú štruktúru molekuly.

Niekedy je spojených niekoľko terciárnych štruktúr, ktoré tvoria jeden celok a potom tvoria kvartérnu štruktúru (napr. Hemoglobín pozostáva zo štyroch podjednotiek.)

Vlastnosti bielkovín

Štruktúry sa zvyčajne nenávratne menia zahrievaním, ožarovaním, pridaním kyselín, iónov ťažkých kovov alebo organických rozpúšťadiel k proteínovým roztokom.
Tento proces sa nazýva denaturácia.

Počas denaturácie dochádza k deštrukcii proteínových štruktúr, napr. B. priestorové usporiadanie polypeptidových reťazcov navzájom a v rámci polypeptidového reťazca.

Tento proces možno pozorovať pri varení vajec. Proteín koaguluje, denaturuje sa.

Existuje nezvratná denaturácia, ktorá je nezvratná, ako napríklad pri varenom vajci.
Niektoré formy denaturácie sú však tiež reverzibilné.

Podobné procesy hrajú úlohu pri trvalom mávaní vlasov, sú však reverzibilné. Sú založené na skutočnosti, že proteínové molekuly kučeravých vlasov majú bočné reťazce obsahujúce síru, ktoré spôsobujú zosieťovanie medzi polypeptidovými reťazcami. To spôsobí, že sa vlasy stočia do špirály.

Takéto disulfidové mostíky môžu byť vytvorené umelo chemickými prostriedkami, pomocou rovných vlasov.

Detekcia bielkovín

Na ich detekciu sa používajú určité vlastnosti proteínov.

Jednou z možností je biuretová reakcia . Tu skontrolujete, či existujú peptidové väzby.
Reakcia biuretu sa uskutoční pridaním koncentrovaného roztoku hydroxidu draselného (pozor!) A niekoľkými kvapkami svetlo modrého roztoku síranu meďnatého k testovanému roztoku.
Ak sú prítomné peptidové väzby (proteíny), roztok sa zmení na červenofialový.

Hormónový inzulín je tvorený 17 rôznymi aminokyselinami a obsahuje 51 aminokyselinových zvyškov, ktoré sú usporiadané do dvoch reťazcov (primárna štruktúra).