4.12
Белки представляют собой полимеры аминокислот, связанных между собой пептидными связями. Белки и полипептиды взаимозаменяемо используются для обозначе…
Белок — это цепь аминокислот, соединений, которые содержат аминные и карбоксильные группы, а также различные боковые цепи, обозначаемые как R, прикрепленные к углероду ядра.
Аминокислоты связаны ковалентными пептидными связями, а повторяющийся ряд атомов вдоль ядра называется полипептидным каркасом.
Последовательность начинается на N-конце, со свободной аминогруппы, NH3-.
Каждый белок уникален, в зависимости от количества аминокислот и их боковых цепей.
Существует 20 различных боковых цепей, которые попадают в одну из четырех групп. Кислые аминокислоты, как и аспарагиновая и глутаминовая кислоты, имеют боковые цепи с карбоксильной группой. Из-за этого они действуют как кислоты при физиологическом pH.
Основные аминокислоты имеют аминогруппу в своей боковой цепи и действуют как основания.
Некоторые аминокислоты полярные, но незаряженные. Они, как правило, гидрофильны и составляют внешнюю часть свернутого белка, где они свободно взаимодействуют с водной средой.
Наконец, большая группа аминокислот содержит неполярные боковые цепи. Они могут быть простыми, как в глицине, или сложными, как пролин и триптофан.
View the full transcript and gain access to JoVE Core videos
Q1: What are the basic building blocks that make up proteins?
Proteins are polymers composed of amino acids linked together by peptide bonds. These amino acids contain a central carbon atom bonded to an amino group, a carboxyl group, a hydrogen atom, and a distinctive side chain. The sequence and arrangement of these amino acids determine each protein's unique structure and function.
Q2: How do proteins differ from other biological macromolecules?
Proteins are distinct macromolecules composed of amino acids, while other compounds essential to human function include carbohydrates, lipids, and nucleic acids. Each macromolecule type has different elemental composition and structural organization. Proteins specifically contain nitrogen in their amino groups, making them unique among major biological polymers.
Q3: What are the two main categories of protein structure?
Proteins are classified into fibrous proteins and globular proteins based on their three-dimensional shape. Fibrous proteins are elongated and typically provide structural support, while globular proteins are compact and spherical, often serving dynamic roles like catalysis and transport. Both types are essential for different physiological functions.
Q4: Why is protein structure important for biological function?
A protein's three-dimensional structure determines its ability to perform specific functions in cells and tissues. The folding of amino acid chains creates active sites, binding regions, and structural features necessary for the role of proteins in the human body. Disruptions to this structure can impair or eliminate protein function.
Q5: What factors can cause proteins to lose their functional structure?
Proteins can undergo protein denaturation when exposed to extreme conditions such as high temperature, extreme pH, or certain chemical solvents. Denaturation disrupts the bonds maintaining protein structure, causing the molecule to unfold and lose its three-dimensional shape. This structural change typically results in loss of biological activity.
Q6: How do amino acid side chains influence protein properties?
Amino acid side chains vary in chemical composition, ranging from nonpolar hydrophobic groups to polar and charged groups. These differences determine how amino acids interact with each other and their environment, influencing protein solubility, charge, and overall three-dimensional folding. Side chain properties are fundamental to protein diversity and function.
Q7: What role do peptide bonds play in protein formation?
Peptide bonds are covalent linkages that connect amino acids together in a linear chain, forming the protein backbone. These bonds form between the carboxyl group of one amino acid and the amino group of the next through a dehydration reaction. The sequence of amino acids linked by peptide bonds determines the primary structure of every protein.