Білок четвертинної структуриособливості будови і функціонування

Знаменитий філософ одного разу сказав: “Життя – це форма існування білкових тіл”. І був абсолютно правий, адже саме це органічна речовина є основою більшості організмів. Білок четвертинної структури має найбільш складну будову і унікальні властивості. Йому і буде присвячена наша стаття. Також розглянемо будову білкових молекул.

Що таке органічні речовини

Велику групу органічних речовин об\’єднує одна загальна властивість. Вони складаються з декількох хімічних елементів. Їх називають органогенними. Це водень, кисень, вуглець і азот. Саме вони утворюють органічні речовини.

Ще однією загальною характерною рисою є те, що всі вони є биополимерами. Це великі макромолекули. Вони складаються з великої кількості повторюваних частин, які називаються мономерами. Для вуглеводів це моносахариди, для ліпідів – гліцерин і жирні кислоти. А ось ДНК і РНК складаються з нуклеотидів.

Хімічна структура білків

Мономери білків – це амінокислоти, кожна з яких має свою хімічну структуру. В основі цього мономера знаходиться атом вуглецю, він утворює чотири зв\’язки. Перша з них – з атомом водню. А друга і третя, відповідно, утворюється з аміно – та карбоксогруппой. Вони визначають не тільки будову біополімерних молекул, але і їх властивості. Остання група в молекулі амінокислоти називається радикал. Це саме та група атомів, за якою всі мономери відрізняються між собою, що і обумовлює величезну різноманітність білків і живих істот.

Будова білкової молекули

Однією з характерних рис цих органічних речовин є те, що вони можуть існувати на різних рівнях організації. Це первинна, вторинна, третинна, четвертинна структура білка. Кожна з них володіє певними властивостями і якостями.

Первинна структура

Дана структура білка є найбільш простий за будовою. Вона являє собою ланцюжок з амінокислот, які з\’єднані пептидними зв\’язками. Вони утворюються між аміно – і карбоксогруппами сусідніх молекул.

Вторинна структура

Коли ланцюжок амінокислот закручується в спіраль, утворюється вторинна структура білка. Зв\’язок у такій молекулі називається водневої, а утворюють її атоми однойменних елементів у функціональних групах амінокислот. Порівняно з пептидними, вони володіють значно меншою силою, але здатні утримати цю структуру.

Третинна структура

А ось наступна структура – це клубок, який закручується спіраль з амінокислот. Її ще називають глобула. Існує вона завдяки зв\’язкам, що виникають між залишками тільки певної амінокислоти – цистеїн. Вони називаються дисульфідними. Цю структуру також підтримують гідрофобні та електростатичні зв\’язки. Перші являють собою результат тяжіння між амінокислотами у водному середовищі. В таких умовах їх гідрофобні залишки практично “злипаються”, утворюючи глобулу. Крім того, радикали амінокислот мають протилежні заряди, які притягуються один до одного. В результаті виникають додаткові електростатичні зв\’язки.

Білок четвертинної структури

Четвертинна структура білка є найскладнішою. Це результат злиття декількох глобул. Вони можуть розрізнятися і за хімічним складом, і за особливостями просторової організації. Якщо білок четвертинної структури утворений тільки із залишків амінокислот, він є простим. Такі біополімери ще називають протеїнами. А от у випадку, якщо до даних молекул приєднуються небелковые компоненти, виникають протеиды. Найчастіше це з\’єднання амінокислот з вуглеводами, нуклеїновими і фосфорними кислотними залишками, ліпідами, окремими атомами заліза і міді. У природі також відомі комплекси білків з природними фарбувальними речовинами – пігментами. Таку будову білкових молекул більш складне.

Просторова форма четвертинної структури білка є визначальною для його властивостей. Вченими встановлено, що ниткоподібні або фібрилярні біополімери не розчиняються у воді. Вони виконують найважливіші функції живих організмів. Так, м\’язові білки актин і міозин забезпечують рух, а кератин є основою волосяного покриву людини і тварин. Кулясті або глобулярні білки четвертинної структури добре розчинні у воді. Їх роль у природі інша. Такі речовини здатні транспортувати гази, як гемоглобін крові, розщеплювати їжу, як пепсин, або здійснювати захисну функцію, подібно антитілам.

Властивості білка

Білок четвертинної структури, особливо глобулярный, може змінювати свою структуру. Відбувається цей процес під впливом різних факторів. Найчастіше ними є висока температура, концентровані кислоти або важкі метали.

Якщо молекула білка розкручується до ланцюга амінокислот, таку властивість називають денатурацією. Цей процес оборотний. Ця структура здатна знову утворити глобули молекул. Такий зворотний процес називають ренатурацией. Якщо ж молекули амінокислот відходять один від одного і розриваються пептидні зв\’язки, відбувається деструкція. Цей процес незворотній. Такий білок неможливо відновити. Деструкцію здійснював кожен з нас, коли смажив яєчню.

Таким чином, четвертинна структура білка – тип зв\’язку, який утворюється в даній молекулі. Він досить міцний, але під впливом певних факторів здатний руйнуватися.