Вещества полисахаридной природы

· Мукополисахариды -молекулы включают моносахариды и их производные

( сахарные спирты и кислоты ) , основной компонент хряща , костной ткани , входит в состав роговицы

· Хитин-нерастворимый в воде линейный гомополимер ,главный волокнистый компонент клеточной стенки многих грибов , внешних покровов членистоногих.

· Пектины-разветвлённые полимеры , образующие прочные комплексы с ионами тяжёлых металлов , что используется в медицине для выведения из организма токсинов

· Муреин -глюкопептид ,образующий одну гигантскую мешковидную молекулу , выполняющую функцию опорного каркаса клеточной стенки бактерий и сине -зелёных водорослей

· Гепарин -ингибитор свертывания крови млекопитающих

· Камеди и слизи- в воде набухают , образуют вязкие гели в ответ на повреждение в виде блестящих экскудатов

· Гликопротеины -соединения полисахаридов с белками , определяют антигенные свойства клеток

· Гликолипиды -соединения полисахаридов с липидами ( служат межклеточной смазкой )

Функции углеводов

1. Энергетическая- основная функция углеводов ( источник энергии в клетке )

· при окислении 1 г углеводов выделяется 17,6 к Дж энергии

· реализуется , в основном , за счёт окисления простых сахаров , особенно глюкозы

2. Запасающая - крахмал и гликоген ( полисахариды ) играют роль резервных источников глюкозы

· крахмал и гликоген нерастворимы в воде , не оказывают на клетку химического и осмотического влияния

· имеют твёрдое обезвоженное состояние (экономия объёма клетки )

· недоступны бактериям и грибам в силу нерастворимости полисахаридов

· легко гидролизуются в простые сахара

3. Опорно - строительная ( структурная )

· выполняется полисахаридами ( целлюлоза , хитин , муреин - структурные компоненты клеточных стенок про- и эукариотических клеток , надмембранный комплекс клеток животных - гликокаликс )

· входят в состав нуклеотидов - мономеров нуклеиновых кислот ( ДНК , РНК ) - моносахариды - рибоза и дезоксирибоза

v При дефиците углеводов в клетке и организме они образуются из жиров

v При избытке моно- и полисахаридов ( гликогена ) в организме они трансформируются в жиры и запасаются в органических депо

Аминокислоты . Белки

Аминокислоты .

· Относительно низкомолекулярные органические соединения , включающие углерод , кислород , водород , азоти , иногда - серу

· Твёрдые , кристаллические , бесцветные , обладают вкусом ( м. б. безвкусные ) , обычно растворимые в воде и нерастворимые в органических растворителях ( есть слабо и совсем нерастворимые в воде )

· Обладают амфотерными свойствами ( в растворах действуют как буферы - препятствуют изменениям рН )

· В состав молекулы входят :

а )NH2 - аминогруппа ( придаёт основные свойства , определяет способность взаимодействовать с кислотами )

б ) СООН - карбоксильная группа ( придаёт кислотные свойства , определяет способность взаимодействия со щелочами

в) R - радикал , в состав которого могут входить гидроксильная группа ( ОН - ) , сульфгидрильная группа ( SH - ) и другие соединения ( определяет химическую структуру , растворимость в воде , физические , химические и биологические свойства аминокислот , полипептидов и белков)

Общая формула

R

СООН - С – NH₂

Н

· существуют :

q нейтральные аминокислоты- имеют одну кислотную группу - ( СООН - ) и одну основную группу – ( NH₂ - )

q основные аминокислоты- имеют более чем одну аминогруппу

q кислые аминокислоты - с более чем одной карбоксильгой группой

· Каждая аминокислота характеризуется определённым значением рН ( изоэлектрическая точка)

· В нейтральных средах существуют в виде биполярных ионов ( диполей )

· Имеют оптическую и стереоизомерию ( все аминокислоты , встречающиеся в белках ,относятся к L - ряду )

· В клетках и тканях встречается свыше 170 различных аминокислот , в составе белков обнаруживаются 26 из них ; обычными компонентами белков являются только 20 ( протеиогенные )

· Растения синтезируют все необходимые им аминокислоты из более простых веществ

· Животные могут синтезировать только 11 аминокислот (заменимые ) ; 9 - не могут синтезироваться в организме и должны непременно поступать из внешней среды с пищей ( незаменимые - триптофан , метионин , лизин , валин , лейцин , изолейцин , гистидин , фенилаланин , триптофан ) ; при их недостатке развиваются негативные для организма последствия (нарушение биосинтеза клеточных белков)

· Наиболее характерное свойство аминокислот - способность их молекул соединятся между собой пептидными связями с образованием пептидов ( за счёт NH₂ - и СООН - групп соседних аминокислот с выделением молекулы воды - реакция конденсации )

Образование пептидной связи

Н О Н Н О H Н

Н₂N - C - C - ОН + Н - N - С - СООН => Н₂N- С - С ---- N- С - СООН

R ₁ Н R R₁ R₂

(- NН --- СО - )- ковалентная азот - углеродная связь (пептидная связь) ; (- NH ) – иминогруппа , (- СО ) – карбонильная группа

· в результате образуется т. н.дипептид ( может присоединять к себе много других аминокислот с образованием полипептида )

· Аминокислоты могут образовывать :

а )ионные связи - при взаимодействии ионизированных NH2 - и СООН - групп соседних аминокислот

б )дисульфидные связи - между атомами S в радикалах соседних аминокислот цистеина

в ) водородные связи -между остатком карбоксильной группы С=О - карбонильной группой и остатком аминогруппы - NН - имминогруппой

· кроме 20 белокобразующих аминокислот , в растениях обнаружено ещё более 50 соединений аминокислотного характера , которые не входят в состав белков - непротеиногенные )

Пептиды

· Пептиды - вещества , состоящие из двух или более аминокислотных остатков , связанных пептидными связями

· Разделяются на :

q олигопептиды ( от 2 до 10 аминокислотных остатков ) ; дипептид - карнизон , трипептид - глутатион , некоторые гормоны - окситоцин , вазопрессин , серотонин

q полипептиды - ( от10 до 100 аминокислотных остатков ) ; инсулин , многие антибиотики , важнейшие гормоны человека , противоопухолевые препараты, вакцины и т. д.

q белки - (более 100 аминокислотных остатков )

· Гидролизуются под действием протеолитических ферментов ( протеаз ) до аминокислот

Белки

· Полипептиды , состоящие из соединившихся в определённой последовательности не менее 100 аминокислотных остатков ( может быть более 30 000 остатков )

· Являются нециклическими , информационными биополимерами :

А₁ - А₆ - А₁₈ - А₂₀ - А₄ - ... и т. д . ( где А_n - остатки аминокислот в полипептидной цепи

· Имеют огромную молекулярную массу от нескольких тысяч до нескольких миллионов ( макромолекулы )

· Обладают видовой и индивидуальной специфичностью

· Специфичность белков определяется количеством и последовательностью расположения аминокислотных остатков в полипептидной цепи ( генетически контролируется , т. е. закодирована в ДНК )

· Потенциальное разнообразие белков безгранично ( количество различных комбинаций из 20 разных аминокислот оценивается в 10¹³⁰ )

· Белки определяют все функциональные , химические и морфологические свойства клеток ( на долю белков в протоплазме клеток приходится 50 - 70 % от общей массы органических веществ )

· Могут превращаться в животном организме в жиры и углеводы

Классификация белков

I . Простые белки ( протеины ) -состоят только из аминокислот , молекулярная масса от 8000 до 300 000

· альбумины - нейтральные , растворимы в воде и разбавленных солевых растворах ( яичный белок , белок молока , некоторые белки крови , белки семян злаков и бобовых )

· глобулины - нейтральные , нерастворимы в воде , растворимы в водных растворах некоторых солей , находятся в клетке вместе с альбуминами ( фибрин , антитела крови )

· гистоны - основные , растворимы в воде ( связаны с нуклеиновыми кислотами в нуклеопротеидах клетки )

· склеропротеины - нерастворимы в воде и других растворителях ( кератин волос , кожи , перьев ; коллаген сухожилий и межклеточного вещества костной ткани , эластин связок

· проламины - нерастворимы в воде

II . Сложные белки ( протеиды ) - состоят из глобулярных белков и небелкового компонента - простетической группы

· В качестве простетической группы могут выступать органические вещества ( например витамины ) , некоторые ионы углеводы , липиды , пигменты , нуклеиновые кислоты , металлы , фосфорная кислота и т. д .

· фосфопротеины - ( простетическая группа - фосфорная кислота ) - казеин молока белок яичного белка

· гликопротеины - ( простетическая группа - углеводы ) - муцин ( компонент слюны ) , белки плазмы крови

· нуклеопротеины -( простетическая группа - нуклеиновая кислота) - хромосомы , рибосомы , компоненты вирусов

· хромопротеины - ( простетическая группа - пигмент ) - гемоглобин , фитохром , цитохром ( дыхательный пигмент )

· липопротеины- (простетическая группа - липиды ) - компоненты мембран , транспортная форма липидов в крови

· металлопротеины - ( простетическая группа - металлы ) - некоторые ферменты