1. Почему белки считаются полимерами?
Белки считаются полимерами, потому что они состоят из множества повторяющихся звеньев — аминокислот, соединённых между собой пептидными связями в длинные цепочки. Эти цепочки и образуют полимерную структуру, где аминокислоты выступают как мономеры.
2. Какие функции белков вам известны?
Белки выполняют огромное количество функций. Они входят в состав клеточных структур, образуя ферменты, гормоны, антитела, транспортные и двигательные белки. Одни отвечают за ускорение химических реакций, другие переносят вещества, например, гемоглобин переносит кислород, а миозин и актин обеспечивают сокращение мышц.
1. Какие вещества называются белками?
Белками называются органические вещества, построенные из остатков аминокислот и содержащие в составе атомы углерода, водорода, кислорода, азота, а иногда и серы.
3. Как образуются вторичная, третичная и четвертичная структуры белка?
Структура белка формируется постепенно. Сначала образуется первичная структура — линейная последовательность аминокислот. Затем возникают водородные связи, из-за которых цепь закручивается в спираль или складчатый лист — это вторичная структура. Далее спирали и листы изгибаются и сворачиваются в трёхмерную форму, удерживаемую дисульфидными, ионными и гидрофобными связями — это третичная структура. Несколько таких свернутых молекул могут объединяться в один функциональный комплекс, образуя четвертичную структуру.
4. Что такое денатурация белка?
Денатурация белка — это процесс разрушения его пространственной структуры под действием температуры, кислот, щелочей, радиации или других факторов. При этом белок теряет свои свойства и перестаёт выполнять функции, хотя его аминокислотная последовательность остаётся прежней.
5. По какому признаку белки делятся на простые и сложные?
Белки делятся на простые и сложные по составу. Простые состоят только из аминокислотных остатков, например, альбумин или кератин. Сложные, кроме аминокислот, включают небелковую часть, называемую простетической группой, например, гем в составе гемоглобина.
6. Какие функции белков вам известны?
Белки выполняют огромное количество жизненно важных ролей в организме и в клетке. Они строят каркас тканей и органов и вместе с этим формируют наружные и внутренние оболочки клеток, выполняют каталитическую роль как ферменты и ускоряют химические реакции, служат переносчиками веществ по телу на примере гемоглобина который переносит кислород, действуют как сигнальные молекулы и рецепторы регулируя процессы обмена и передачи информации между клетками, обеспечивают иммунную защиту в виде антител, создают механическое движение в мышцах через актин и миозин, служат запасом питательных веществ и аминокислот, поддерживают кислотно-щелочной баланс и осмотическое давление а также участвуют в образовании мембранных и внутриклеточных структур.
7. Какую роль выполняют белки-гормоны?
Белки-гормоны выступают мессенджерами которые передают информацию между органами и тканями и запускают конкретные реакции в клетках. Они контролируют рост и обмен веществ регулируют уровень глюкозы, водно-солевой баланс, стрессовые ответы и размножение. Примеры это инсулин который снижает уровень сахара в крови и гормон роста который стимулирует рост тканей. Механизм их действия заключается в связывании с клеточными рецепторами после чего запускается каскад внутриклеточных процессов.
8. Какую функцию выполняют белки-ферменты?
Ферменты это белки-катализаторы которые резко снижают энергию активации химических реакций и тем самым ускоряют их до скорости совместимой с жизнью. Они строго специфичны к субстрату и управляют метаболическими путями, обеспечивая контроль и регуляцию обмена веществ. Работа ферментов зависит от температуры, кислотности и наличия коферментов и ингибиторов. Если структура фермента нарушена он теряет активность и реакция замедляется или прекращается.
9. Почему белки редко используются в качестве источника энергии?
Белки редко служат основным источником энергии потому что их главная ценность в том что они выполняют структурные и регуляторные функции которые нельзя пожертвовать ради топлива. Чтобы использовать аминокислоты в энергетическом обмене их надо подвергнуть деградации и удалить аминогруппу процесс приводящий к образованию аммиака который требует детоксикации в печень с затратой энергии. По энергетической отдаче и экономике метаболизма углеводы и жиры предпочтительнее поэтому белки используются для получения энергии лишь при дефиците углеводов и жиров или при длительном голодании.
Белок яйца является типичным протеином. Выясните, что с ним произойдёт, если на него подействовать водой, спиртом, ацетоном, кислотой, щёлочью, растительным маслом, высокой температурой и т. д.
Яичный белок представляет собой водный коллоидный раствор белков главным образом альбумина. Если добавить воду произойдёт лишь разведение и часть растворимых фракций останется в растворе внешний вид станет более жидким и прозрачным. Спирт и ацетон выводят воду из коллоида и разрушают слабые связи в белке поэтому белок сворачивается и выпадает в осадок то есть происходит коагуляция и помутнение. Кислота и щёлочь изменяют заряд аминокислот и нарушают вторичные и третичные взаимодействия в молекуле что тоже ведёт к денатурации и свёртыванию белка при сильном изменении pH это состояние может быть необратимым. Растительное масло не растворяет белки он отделится слоем и непосредственной химической реакции с белком не вызовет хотя может механически покрыть белковую массу. Высокая температура разрушает вторичную и третичную структуры и вызывает необратимую коагуляцию что мы наблюдаем при приготовлении яйца когда белок становится белым и твёрдым.
Измельчите клубень сырого картофеля до состояния кашицы. Возьмите три пробирки и в каждую положите небольшое количество измельчённого картофеля. В первую пробирку с картофелем капните несколько капель воды, во вторую – несколько капель кислоты (столовый уксус), а в третью – щёлочи. Пронаблюдайте, что будет происходить в каждой пробирке. Объясните полученные результаты. Сделайте выводы.
Возьмите кашицу из сырого картофеля и разделите её в три пробирки. В пробирку где добавлена вода образуется мутная суспензия крахмала и клеточные соки частично выделяются но видимых химических превращений не происходит если только не прошло много времени. В пробирке с уксусом активность фермента полиферментоксидазы снижается и потемнение картофеля предотвращается смесь часто выглядит светлее и более однородной потому что кислота ингибирует окисление фенолов. В пробирке с щёлочью окислительные реакции с фенолами идут интенсивнее и кашица темнеет становится более тёмной и может приобрести скользкую консистенцию потому что щёлочь разрушает клеточные оболочки и изменяет свойства пектинов и клеточного сахара. Выводы следующие pH среды сильно влияет на активность ферментативных процессов и на поведение органических веществ в растительной ткани без нагрева крахмал не желатинизируется и остаётся в виде взвеси а кислота ингибирует ферментативное потемнение тогда как щёлочь усиливает разрушение структуры и потемнение.