Презентация на тему: Азбука живой материи Белки

Дашкова Елена КонстантиновнаУчитель химииГОУ школа № 340Невского районаСанкт-Петербурга

АЗБУКА ЖИВОЙ МАТЕРИИ.БЕЛКИ

Белки, или протеины… Белки, или протеины (от греч. «протос» - «первый»), - этоприродные органические соединения, которые обеспечивают все жизненные процессы любого организма. Впервые белок был выделен ( в виде клейковины) в 1728 г.итальянцем Якопо Бартоломео Беккари из пшеничной муки.Это событие принято считать рождением химии белка.

Белковых молекул в живой клетке во много раз больше,чем всех других (кроме воды, разумеется!). И разнообразие видов белков очень велико.Из белка построены хрусталик глазаи панцирь черепахи,и паутина,и ядовитые вещества грибов.Благодаря белкам по ночам светятся светлячки,а в глубинах океана мерцают медузы.

Белки довольно сложные органические соединения.Их молекулярная масса составляет от нескольких десятков до многих миллионов.При всем многообразии белков в состав их молекулвходит ограниченное количество элементов:

БИОЛОГИЧЕСКИЕ«БУСЫ» Молекула белка очень длинная. Их называют полимерными(от греч.«поли»-«много», и «мерос»-«часть»,«доля»). Длинная моле-кула полимера состоит из множества маленьких молекул, связанныхдруг с другом. Так нанизываются на нить бусинки в ожерелье. Вполимерах роль нити играют химические связи между бусинками- молекулами, называемые аминокислотами.

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО… Аминокислоты, как правило, имеют исторические названия, по источнику, из которого они впервые были выделены. Например, аспарагин обнаружили в1806г. в соке аспарагуса, глутамин (от лат. gluten-«клей») в клейковине пшеницы, цистеин (от греч. «цистис» - «пузырь») в 1810г. из камней мочевого пузыря, глицин назван за сладкий вкус(от греч. «гликис» - «сладкий»). При изучении казеина был открыт тирозин (от греч. «тирос»- «сыр»); аргинин (от лат. Argentums – «серебро») был впервые получен в виде соли серебра. Название «лейцин» произошло от греческого слова «лейкос» - «белый», а серин от лат. Sericus- «шелковый».

ЧТО ТАКОЕ ПЕПТИД В результате взаимодействия аминогруппы -NH2 одной аминокис-лоты с карбоксильной группой -СООН другой аминокислоты обра-зуется соединение- ПЕПТИД , группировка -СО-NH- называетсяпептидной группой, а связь между атомами углерода и азота-пептидной связью. В состав пептида может входить огромное коли-чество остатков аминокислот.

ЭМИЛЬ ГЕРМАН ФИШЕР Полипептидное строение белковой молекулы доказал в 1902 г. немецкий химик Эмиль Герман Фишер.

ПЕРВИЧНАЯ СТРУКТУРА В начале 50-х ХХ в.американский химик Лайнус Карл Полинг предположил, чтонекоторые участки аминокислотнойцепочки в белках закручены в спираль. Последовательное соединение аминокислот в альфа- спиральпредставляет собой первичную структуру белковой молекулы.

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО… При гидролизе белков до аминокислот теряется информация опоследовательности их соединения. Поэтому долгое время считали,что определение первичной структуры белка представляет собой совершенно безнадежную задачу.Но в 50-х гг. XX в. английский биохимикФредерик Сенгер смог расшифровать последовательность аминокислот в поли-пептидных цепях гормона инсулина. За эту работу, на выполнение которой ушлонесколько лет, в1958г.Сенгер был удостоенНобелевской премии по химии. Двадцатьюгодами позже он совместно с У.Гилбертомполучил вторую премию за вклад в установление первичной структуры ДНК.

ВТОРИЧНАЯ СТРУКТУРА Благодаря водородным связям между группами С=О и NH друг с другом могут «слипаться» сразу несколько разных фрагментов однойполипептидной цепи. В результате получается целый слой- -слой,который называется вторичной структурой белковой молекулы.

ТРЕТИЧНАЯ СТРУКТУРА Общая пространственная структура полипептидной цепи называется третичной структурой белка.Слабые взаимодействия в молекуле:1- гидрофобные в/д2- солевые мостики3- дисульфидные мостики4- водородные связи

ЧЕТВЕРТИЧНАЯ СТРУКТУРА Если белок состоит из нескольких полипептидных цепей, говорят,что он обладает четвертичной структурой.Это высший уровень организации белковой молекулы.

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО… Во многих белках полипептидные цепи свернуты в компактные структуры, напоминающие сферы. Такие белки называют глобулярными, а саму молекулу белка глобулой (от лат.globus – «шар»). Другие белки представляют собой длинные волокна, поэтому получили название фибриллярных (от лат. Fibra- «волокно»).

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Химические свойства белков обусловлены наличием функциональных групп. Присутствие в аминокислотных остатках групп -СООН и -NH2 придает белкам амфотерные свойства.

Связи, поддерживающие пространственную структуру белка, легко разрушаются. При варке прозрачный яичный белок превращается в упругую белую массу, а молоко при скисании загустевает.Такой процесс называется ДЕНАТУРАЦИЕЙ. Её вызываютнагревание, кислая и щелочная среда, радиация, присутствиенекоторых солей. Белок утрачивает свои химические,физические ибиологические функции. Пептидные связи не разрушаются.

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО… Белок казеин в молоке присутствует в связанном виде: ковалентноприсоединенные к аминокислоте серину фосфатные группы обра-зуют соли с ионами кальция.При подкислении эти соли разрушают-ся, и казеин выделяется в виде белой творожистой массы. В желудкечеловека под действием особых ферментов происходит процесс,называемый «створаживанием казеина». Такой казеин медленнее выводится из организма, а поэтому полнее усваивается. Казеин высоко питателен: в нем есть почти все аминокислоты, необходимые для построения собственных белков.

Под действием кислот или ферментов протекает гидролиз,в результате которого разрушаются пептидные связи иобразуется смесь аминокислот.ГИДРОЛИЗ дипептида

ЦВЕТНЫЕ РЕАКЦИИ 1. БИУРЕТОВАЯ Действие раствора щелочи и сульфата меди (II) даеткрасно- фиолетовое окрашивание.2. КСАНТОПРОТЕИНОВАЯ (для белков, содержащихбензольные кольца) Действие HNO3(конц) с появлением жёлтого окрашивания ( при toC ). При добавлении щелочи желтая окраска меняется на оранжевую.3. ЦИСТЕИНОВАЯ (для белков, содержащих серу)- Кипячение раствора белка с ацетатом свинца(II) с появлением черного окрашивания.

ФУНКЦИИ БЕЛКОВ СТРОИТЕЛЬНАЯ. Образуют основу протоплазмы любой живой клетки.КАТАЛИТИЧЕСКАЯ. Все ферменты являются белками, и все биохимические реакции катализируются ими.

ДВИГАТЕЛЬНАЯ. Работа мышц,движение ресничеки жгутикову простейшихосуществляютсябелковыми структурамиклеток.

4. ТРАНСПОРТНАЯ. Гемоглобин-кислород по крови, Альбумин-перенос жирных кислот.

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО… В холодных водах Перуанского течения в Тихом океане обитаеткальмар, сигарообразное тело которого достигает в длину 3,5м,а масса гиганта может превышать 150 кг.Он способен двигаться со скоростью 40 км\ч, а клюв его может перебить стальной кабель. Свидетели утверждают, что кальмар в клочьяраздирает двадцатикилограммовую рыбину. Чтобы «зарядиться» энергией, этому монструтребуется кислорода не менее 50 л в час. Поступающий из морской воды кислородразносится по телу кальмара с помощью особого белка, содержащего медь -гемоцианина (от греч. «гема», - «кровь» и «кианос» - «лазурный», «голубой»).

ЗАЩИТНАЯ Важнейшие факторы иммунитета-антитела коллаген- основа кожи

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО… У высших позвоночных от чужеродных частиц организм защищаетиммунная система. Она устроена так, что организм, в которыйвторглись «агрессоры» - антигены,начинает вырабатывать антитела. Молекула антитела прочно связывается с антигеном,который попав в эту ловушку уже не может вырваться из «железных лап» антитела. После связывания враг выдворяется за пределы организма

6. ГОРМОНАЛЬНАЯ.кератин-волосяной покров.фибриноген-регулирует процесс свёртыванияРяд гормонов- белки, н-р:инсулин.

ОПОРНАЯ. сочленения, кости скелетакопытаСухожилия

А ЕЩЁ БЕЛКИ… …служат питательными веществами. В семенах многих растений (пшеницы, кукурузы, риса и др.) содержатся пищевые белки. К ним относятся альбумин (яичный белок) и казеин (белок молока).При переваривании белковой пищи выделяется большое количествоэнергии, которая используется для жизнедеятельности организма.8.ЗАПАСНАЯ

Последовательность аминокислот в бел-ках кодируется генами, которые хранятся и передаются по наследству с помощью молекул ДНК. Получается, что не толькопервичная, но и вторичная, третичнаяи четвертичная структуры белков составляют содержание наследственной информации. Следовательно, и выпол-няемые белками функции запрограм-мированы генетически. Громадный перечень этих. функций позволяет белкам по праву называтьсяГЛАВНЫМИ МОЛЕКУЛАМИ ЖИЗНИ.

ПРОВЕРЬ СЕБЯ ! 1. В каком случае полностью и правильно перечислены атомы, входящие в состав аминокислот?а) C,H,O,N,S; б) C,O,H,S; в) C,H,O,P,S; г) C,H,O,N,Cl.2. Первичная структура белка удерживается:а) водородными связями; б) пептидными связями;в) гидрофобными связями; г) дисульфидными связями.3. Молекулы белков отличаются друг от друга:а) последовательностью аминокислот; б) количеством аминокислот; в) формой третичной структуры;г) всеми указанными особенностями.4. В каком случае правильно показана пептидная связь?а) –C-N- б) H-C-R в)-C=N г)-O-H5. Какие факторы вызывают денатурацию:а) температура; б) катализатор; в)кислоты; г) давление6. Какое из веществ не является белком?А) гемоглобин; б) инсулин;в) гликоген; г) альбумин.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕК чему сводится синтез белков?Переваривание белков – это не что иное, как…От чего зависят биологические свойства белков?Чем отличается первичная структура белка от вторичной, вторичная от третичной, третичная от четвертичной? Предложите другие структуры белков, если это возможно. Ответ обоснуйте в любом случае.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!!!УСПЕХОВ!!! Е.К.