По химическому составу все полимеры подразделяются на органические, элементоорганические, неорганические.
· Органические полимеры.
· Элементоорганические полимеры. Они содержат в основной цепи органических радикалов неорганические атомы (Si, Ti, Al), сочетающиеся с органическими радикалами. В природе их нет. Искусственно полученный представитель — кремнийорганические соединения.
По форме макромолекул полимеры делят на линейные, разветвлённые (частный случай — звездообразные), ленточные, плоские, гребнеобразные, полимерные сетки и так далее.
Природные органические полимеры образуются в растительных и животных организмах. Важнейшими из них являются полисахариды, белки и нуклеиновые кислоты, из которых в значительной степени состоят тела растений и животных и которые обеспечивают само функционирование жизни на Земле.
#15 Проникновение молекул растворителя в объем биополимера сопровождается процессом набухания.
Набухание– самопроизвольный процесс поглощения полимером растворителя, сопровождаемый увеличением объема и массы взятого образца ВМС.
Количественной мерой набухания является степень набухания α=(V- V0) V0 или (m-m0)m0
Степень набухания прежде всего зависит от природы полимера, лиофильности его макромолекул. В зависимости от этих факторов и температуры набухание может быть ограниченнымилинеограниченным. Степень набухания зависит от природы растворителя, от присутствия в воде электролитов и значения pH среды.
На процесс набухания также влияет возраст биополимера – чем он моложе, тем больше его степень набухания, т. е тем больше он удерживает воды.
ПО зависимости степени набухания от pH можно определить изоэлектрическую точку белка.
Постепенное старение организма сопровождается замедлением процессов обмена, происходит буквальное усыхание человека, сопровождающееся появлением морщин, вследствие утраты способности клеток мышц и кожи к набуханию.
#14 Кислотно-основные свойства: за счет групп СООН и NH3+
В сильнокислой среде происходит протонирование ионизированной карбоксильной группы белка, а в сильнощелочной среде – депротонирование концевой аммонийной группы. Кислотно-основные превращения в молекулах белков сопровождаются изменением их конформации.
В зависимости от аминокислотного состава белки подразделяются на «нейтральные» (pI=5.0/7.0) «Кислые» (pI<4) и «основные» (pI>7.5) в кислотных белках больше содержание аспарагиновой и глутаминовой кислот, а в основных – аргинина, лизина или гистидина. На основе белков в организме действуют белковые буферные системы. Различие в кислотно-основных свойствах белков лежит в основе разделения и анализа смесей методами электрофореза при pH<pI белок в форме катиона перемещается к катоду, если pH>pI то в форме аниона к аноду.
Окислительно-восстановительные: белки относительно устойчивы к мягкому окислению, за исключением содержащих аминокислоту цистеин, так как тиольная группа последней легко окисляется в дисульфидную группу.
Серосодержащие белки чувствительны к свободнорадикальному окислению или восстановлению, что происходит при воздействии на организм радиации.
При более жестком окислении тиольная группа белков окисляется в сульфогруппу практически необратимо R-SH=RSO3H + 8e
Жесткое окисление до CO2 H2O и аммонийных солей используется организмом для устранения ненужных белков и пополнения своих энергетических ресурсов.
В организме белки подвергаются ферментативному гидроксилированию при участии кислорода и восстановленной формы кофермента.
NH3+-prot(RH)-COO- + O2 + восстановленная форма кофермента = NH3+-prot(ROH)-COO-+H2O+окисленная форма кофермента
В результате реакции гидроксилирования усиливаются гидрофильные свойства белка и его способность к образованию водородных связей.