Третичный, а для некоторых белков и четвертичный структурные уровни
Первичная структура - линейная, она определяется порядком чередования аминокислот в цепи, соединенных между собой пептидной связью, образующейся при взаимодействии аминогруппы одной аминокислоты с карбоксильной группой другой аминокислоты, при этом выделяется молекула воды.
Вторичная структура белка представлена пространственной конфигурацией полипептидной цепи в виде α – спирали или β -складчатого листа (слоя). Вторичная структура белка формируется за счет водородных связей, образующихся между остатками карбоксильной и аминной групп разных аминокислот, входящих в состав белка. Молекулы белка, имеющие вторичную структуру, уже способны выполнять определенные специфические функции, например сократительные белки, осуществляющие движение.
Третичная структура белка представлена пространственной упаковкой чередующихся спиральных и линейных участков полипептидной цепи в компактное тело. Другими словами, третичная структура показывает, как полипептидная цепь, свернутая целиком или частично в спираль, расположена в пространстве. Это трехмерная структура белковой молекулы. В поддержании третичной структуры белков участвуют водородные связи между пептидными группами, боковыми цепями аминокислотных остатков, ионные связи, дисульфидные связи, неполярные, гидрофобные связи и др.
Некоторые белки имеют четвертичную структуру, которая представляет собой сложный комплекс пространственно расположенных субъединиц, обладающих третичной структурой, связанных нековалентными связями в единой белковой молекуле, представляющих единое образование в структурном и функциональном отношении. Изменение специфической конформации, а, следовательно, свойств и биологической активности нативного белка называют денатурацией.
Денатурация может быть обратимой и необратимой. При обратимой денатурации нарушается четвертичная, третичная или вторичная структуры и возможен обратный процесс восстановления – ренатурация. Необратимая денатурация происходит при разрушении первичной структуры до аминокислот. Денатурация вызывается химическими воздействиями, высокой температурой, высоким давлением, облучением и действием других факторов.
Углеводы, или сахара – это органические вещества, состав которых может быть описан формулой Cn(H2O)m. К углеводам относятся моносахариды, олигосахариды и полисахариды.
Моносахариды – это простейшие углеводы. В их состав входят углерод, водород и кислород в соотношении 1:2:1. Молекула моносахарида состоит из углеродного скелета, в боковых цепях которого содержатся водород и функциональные группы (гидроксильные –ОН, альдегидные –СНО, кетогруппы =С=О).
Функции моносахаридов:
1. Играют роль промежуточных продуктов реакций.
2. Входят в состав нуклеотидов и их производных
3. Входят в состав некоторых коферментов
4. Служат основными источниками энергии при дыхании.
5. Служат исходными веществами для синтеза аминокислот, сложных углеводов и других веществ (например, аскорбиновой кислоты).
Полисахариды– это углеводы, состоящие из остатков множества моносахаридов (тысячи и десятки тысяч), связанных гликозидными связями. Гигантские молекулы (макромолекулы), в состав которых входят сходные, многократно повторяющиеся структуры, называются полимеры, а сами повторяющиеся структуры называются мономеры. Полимеры могут быть линейными и разветвленными. К полисахаридам относятся многие полимеры глюкозы: крахмал, гликоген, целлюлоза (клетчатка).
Функции полисахаридов:
1. Запасающие (гликоген у грибов и животных, крахмал у растений).
2.Структурные, или опорно-защитные (целлюлоза, муреин, мукополисахариды).
Липиды
Липиды – это сборная группа органических веществ, которые плохо растворимы в воде, но хорошо растворимы в органических (неполярных) растворителях. В молекулах липидов имеются неполярные (углеводородные) и полярные (–СООН, –ОН, –NH2) участки. Неполярные участки не смачиваются водой и называются гидрофобными. Полярные участки смачиваются водой и называются гидрофильными.
К липидам относятся триглицериды, фосфолипиды, стероиды, терпены, воски и некоторые другие вещества.
Липиды могут образовывать соединения с углеводами (гликолипиды) и белками (липопротеиды, или липопротеины).
Функции липидов:
1. Структурные. Фосфолипиды – основа клеточных мембран.
2. Запасающие. Твердые и жидкие жиры (триглицериды).
3. Регуляторные. Многие гормоны.
4. Защитные. Жиры, воски, терпены.
5. Энерготрансформирующие (в составе фотосинтетических пигментов).
6. Информационно-сигнальные (участвуют в формировании антигенов).
Нуклеиновые кислоты
Нуклеотиды – это органические вещества, молекулы которых состоят из остатка пентозы (рибозы или дезоксирибозы), к которому ковалентно присоединены остаток фосфорной кислоты и азотистое основание. Азотистые основания в составе нуклеотидов делятся на две группы: пуриновые (аденин и гуанин) и пиримидиновые (цитозин, тимин и урацил).
Нуклеиновые кислоты – это линейные неразветвленные гетерополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды, связанные фосфодиэфирными связями.
Существует два типа нуклеиновых кислот: