Бялок чацвярцічнай структуры: асаблівасці будовы і функцыянавання

Знакаміты філосаф аднойчы сказаў: "Жыццё - гэта форма існавання бялковых тэл". І быў абсалютна мае рацыю, бо менавіта гэта арганічнае рэчыва з'яўляецца асновай большасці арганізмаў. Бялок чацвярцічнай структуры мае найбольш складаную будову і ўнікальныя ўласцівасці. Яму і будзе прысвечана наш артыкул. Таксама разгледзім будынак бялковых малекул.

Што такое арганічныя рэчывы

Вялікую групу арганічных рэчываў аб'ядноўвае адно агульнае ўласцівасць. Яны складаюцца з некалькіх хімічных элементаў. Іх называюць ДЗЕЙНАСЦІ. Гэта вадарод, кісларод, вуглярод і азот. Менавіта яны ўтвараюць арганічныя рэчывы.

Яшчэ адной іх агульнай характэрнай рысай з'яўляецца тое, што ўсе яны з'яўляюцца біяпалімераў. Гэта буйныя макрамалекулы. Яны складаюцца з вялікай колькасці паўтаральных частак, якія называюцца мономера. Для вугляводаў гэта моносахариды, для ліпідаў - гліцэрына і тоўстыя кіслоты. А вось ДНК і РНК складаюцца з нуклеатыдаў.

Хімічная структура бялкоў

Мономеры бялкоў - гэта амінакіслоты, кожная з якіх мае сваю хімічную структуру. У аснове гэтага мономера знаходзіцца атам вугляроду, ён утворыць чатыры сувязі. Першая з іх - з атамам вадароду. А другая і трэцяя, адпаведна, утворыцца з амінакіс- і карбоксогруппой. Яны вызначаюць не толькі будынак биополимерных малекул, але і іх ўласцівасці. Апошняя група ў малекуле амінакіслоты называецца радыкал. Гэта менавіта той гурт атамаў, па якой усе мономеры адрозніваюцца паміж сабой, што і абумоўлівае вялікая разнастайнасць бялкоў і жывых істот.

Будова бялковай малекулы

Адной з характэрных рыс гэтых арганічных рэчываў з'яўляецца тое, што яны могуць існаваць на розных узроўнях арганізацыі. Гэта першасная, другасная, трацічная, чацвярцічная структура бялку. Кожная з іх валодае пэўнымі ўласцівасцямі і якасцямі.

першасная структура

Дадзеная структура бялку з'яўляецца самай простай па будынку. Яна ўяўляе сабой ланцужок з амінакіслот, якія злучаныя пептыднымі сувязямі. Яны ўтвараюцца паміж амінакіс- і карбоксогруппами суседніх малекул.

другасная структура

Калі ланцужок амінакіслот закручваецца ў спіраль, утворыцца другасная структура бялку. Сувязь у такой малекуле называецца вадароднай, а ўтвараюць яе атамы аднайменных элементаў у функцыянальных групах амінакіслот. У параўнанні з пептыднымі, яны валодаюць значна меншай сілай, але здольныя ўтрымаць дадзеную структуру.

трацічная структура

А вось наступная структура - гэта клубок, у які закручваецца спіраль з амінакіслот. Яе яшчэ называюць глобул. Існуе яна дзякуючы сувязям, якія ўзнікаюць паміж рэшткамі толькі пэўнай амінакіслоты - цистеина. Яны называюцца дисульфидными. Гэтую структуру таксама падтрымліваюць гідрафобныя і электрастатычныя сувязі. Першыя ўяўляюць сабой вынік прыцягнення паміж амінакіслотамі на воднае асяроддзе. У такіх умовах іх гідрафобныя рэшткі практычна "зліпаюцца", утвараючы глобул. Акрамя таго, радыкалы амінакіслот маюць супрацьлеглыя зарады, якія прыцягваюцца адзін да аднаго. У выніку ўзнікаюць дадатковыя электрастатычныя сувязі.

Бялок чацвярцічнай структуры

Чацвярцічная структура бялку з'яўляецца самай складанай. Гэта вынік зліцця некалькіх глобул. Яны могуць адрознівацца і па хімічным складзе, і па асаблівасцях прасторавай арганізацыі. Калі бялок чацвярцічнай структуры утвораны толькі з рэшткаў амінакіслот, ён з'яўляецца простым. Такія біяпалімераў яшчэ называюць пратэінамі. А вось у выпадку, калі да дадзеных малекулам далучаюцца небелкового кампаненты, узнікаюць протеиды. Часцей за ўсё гэта злучэнне амінакіслот з вугляводамі, нуклеінавымі і фосфарнымі кіслотнымі рэшткамі, ліпідамі, асобнымі атамамі жалеза і медзі. У прыродзе таксама вядомыя комплексы бялкоў з натуральнымі фарбуюць рэчывамі - пігментамі. Такі будынак бялковых малекул больш складанае.

Прасторавая форма чацвярцічнай структуры бялку з'яўляецца вызначальнай для яго ўласцівасцяў. Навукоўцамі ўстаноўлена, што ніткападобныя або фібрылярныя біяпалімераў не раствараюцца ў вадзе. Яны выконваюць найважнейшыя функцыі для жывых арганізмаў. Так, цягліцавыя вавёркі актыній і міязін забяспечваюць рух, а кератин з'яўляецца асновай валасянога покрыва чалавека і жывёл. Шаровідные або глобулярные вавёркі чацвярцічнай структуры добра растваральныя ў вадзе. Іх ролю ў прыродзе іншая. Такія рэчывы здольныя транспартаваць газы, як гемаглабін крыві, расшчапляць ежу, як пепсін, або ажыццяўляць ахоўную функцыю, падобна антыцелы.

ўласцівасці бялку

Бялок чацвярцічнай структуры, асабліва глобулярный, можа змяняць сваю структуру. Адбываецца гэты працэс пад уздзеяннем розных фактараў. Часцей за ўсё імі з'яўляюцца высокая тэмпература, канцэнтраваныя кіслаты або цяжкія металы.

Калі малекула бялку раскручваецца да ланцуга амінакіслот, такое ўласцівасць называюць дэнатурацыя. Гэта працэс зварачальны. Дадзеная структура здольная зноў ўтварыць глобулы малекул. Такі зваротны працэс называюць ренатурацией. Калі ж малекулы амінакіслот адыходзяць адзін ад аднаго і разрываюцца Пептыдная сувязі, адбываецца дэструкцыя. Дадзены працэс незваротны. Такі бялок немагчыма аднавіць. Дэструкцыю ажыццяўляў кожны з нас, калі смажыў яешню.

Такім чынам, чацвярцічная структура бялку - тып сувязі, які ўтвараецца ў дадзенай малекуле. Ён досыць трывалы, але пад уздзеяннем пэўных фактараў здольны разбурацца.