Химический состав и мультимерная организация белков

Белки характеризуются определенным элементарным составом. Химический анализ показалналичие во всех белках углерода (50-55%),кислорода(21-24%),азота (15-18%),водорода (6-7%),серы (0,3-2,5%). В составе отдельных белков обнаружены также фосфор, йод, железо, медь и некоторые другие макро- и микроэлемен­ты, в различных, часто очень малых количествах.

По химическому составу белки представляют собой полимеры, построенные из остатков a-аминокислот.

При изучении структуры белков было установлено, что все они построены по единому принципу и имеют четыре уровня организации: первичную, вторичную, третичную, а некоторые белки и четвертичную структуры.

Первичная структура — последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи.первичная структура белка имеет определенную последовательность
аминокислот в молекуле белка. Аминокислоты соединяются друг с другом прочными
пептидными связями.

Под вторичной структурой понимают пространственное расположение отдельных участков полипептидной цепи без учета типа и конформации боковых радикалов аминокислот. Она поддерживается водородными связями между карбонильной группой одной пептидной связи и группой –NH- другой пептидной связи соседних витков или участков полипептидных цепей. Различают несколько типов структуры белков: a-спираль, b-форму (структуру складчатого слоя) или неупорядоченную структуру.

a-спираль возникает за счет внутрицепочечного образования водородных связей в разных участках одной и той же полипептидной цепи. Спираль является правозакрученной, поскольку все природные аминокислоты имеют L-конфигурацию. a-спираль характерна для ферментов и всех глобулярных белков, однако, как правило, только часть полипептидной цепи спирализована (например, цепь миоглобина спирализована лишь на 75%).

b-форма характерна для межцепочечного связывания. В b-форме полипептидные цепи почти полностью вытянуты и расположены в виде слоев, изгибы которых похожи на складки ткани или бумаги. При этом водородные связи возникают между соседними участками одной или нескольких полипептидных цепей. Структура b-складчатого слоя встречается в белках типа фиброина шелка или кератина волос.

Неупорядоченная структура характерна только для отдельных фрагментов цепи, которые чаще всего появляются между спирализованными и складчатыми участками белковой молекулы.

Вторичная структура белка образуется из первичной и имеет вид спирали.

Третичная структура

— пространственное строение полипептидной цепи - взаимное расположение элементов вторичной структуры, стабилизированное взаимодействием между боковыми цепями аминокислотных остатков. В стабилизации третичной структуры принимают участие: ковалентные связи (между двумя цистеинами — дисульфидные мостики); ионные (электростатические) взаимодействия (между противоположно заряженными аминокислотными остатками); водородные связи; гидрофобные взаимодействия.

Четверичная структура — субъединичная структура белка. Взаимное расположение нескольких полипептидных цепей в составе единого белкового комплекса.