Состав и строение белков

Образовательная:
Ознакомить обучающихся с природными полимерами – белками. Изучить их строение, классификацию и свойства. Раскрыть биологическое значение в жизни человека. Дать характеристику как важнейшим составляющим частям пищи.
Воспитательная:
Воспитывать позитивное отношении к химии.
Развивающая:
Развивать умение работать с постоянно увеличивающимся информационным потоком, развивать логическое мышление, самостоятельность суждений, формировать умение и навыки устной речи, мыслительные навыки, необходимые не только в учёбе, но и в повседневной жизни.

– NH – CH – C – NH – CH – C – NH – CH –
│ ║ │ ║ │
R1 О R2 О R3

Мышцы до 80%
Лёгкие-72%
Кожа-63%
Печень-57%
Мозг-15%
Жировая и костная ткани, зубы-14-28%

С (углерод) – 50-55%;
О (кислород) – 21-24%;
N (азот) – 15-17% (≈ 16%);
Н (водород) – 6-8%;
S (сера)– 0-2%.
Азот - это постоянный компонент белков и по его количеству можно определить содержание белка в тканях.

Содержание белков в органах человека составляет в среднем 18-20% сырой массы ткани.
В пересчете на сухой остаток - мышцы – до 80%, сердце – 60%, печень – 72%, легкие , селезенка – 82 – 84%.

Аминокислоты- мономеры белка

В состав большинства белков входят 20 разных аминокислот из около 170 известных.
Как из 33 букв алфавита мы можем составить бесконечное число слов, так из 20 аминокислот – бесконечное множество белков. В организме человека насчитывается до 100 000 белков.

Заменимые аминокислоты могут синтезироваться в организме.
Потребность организма осуществляется за счет поступления белков пищи.
К заменимым аминокислотам относятся аланин, аспарагин, аспарагиновая кислота, глицин, глютамин, глютаминовая кислота,тирозин, цистеин, цистин и др.

Незаменимыми для взрослого здорового человека являются 8 аминокислот: валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треони́н, триптофан и фенилалани́н.
Для детей незаменимыми также являются аргинин и гистидин.

Не могут быть синтезированы в организме.

Первичная структура - определенная последовательность
аминокислотных остатков в полипептидной цепи. Связи между аминокислотами ковалентные, а следовательно очень прочные

NH 3- АМИНОГРУППА
(свойства основания

- COOH КАРБОКСИЛЬНАЯ ГРУППА
(свойства кислот

Первичная структура белков

Вторичная структура - конформация полипептидной цепи, закрепленная множеством водородных связей между группами N-H и С=О.
Модели вторичной структуры - a-спираль.

Третичная структура - форма закрученной спирали в пространстве

Третичная структурабелка

Четвертичная структура - агрегаты нескольких белковых макромолекул (белковые комплексы)

Денатурация белка

после устранения воздействия денатурирующего агента белок восстанавливает свою активность.

Денатурация белков – это потеря белками их биологических свойств (каталитических, транспортных и т.д.) вследствие изменения структуры белковой молекулы

Впервые термин белковый (albumineise) применительно ко всем жидкостям животного организма использовал, по аналогии с яичным белком, французский физиолог Ф. Кене в 1747 г., и именно в таком толковании термин вошел в 1751 г. в «Энциклопедию» .Дидро и Ж. Д'Аламбера.

В 1803 г. дает первые формулы белков - альбумина и желатина - как веществ, содержащих азот

Жозеф Луи Гей-Люссак – французский химик (6.12.1778-9.05.1850 Проводит химические анализы белков - фибрина крови, казеина и отмечает сходство их элементного состава

Впервые выделил (1820) из гидролизата белка аминокислоты глицин и лейцин.

Геррит Ян Мульдер

Голландский химик — органик, который описал химический состав белков.

Удостоен в 1910 году Нобелевской премии по физиологии и медицине за создание одной из первых теорий строения белков. высказал предположение, что аминокислоты служат «строительными блоками» при синтезе белков.

1838–1923
Автор теории полипептидного строения белков

ЛЮБАВИН Николай Николаевич – русский химик

Разработал способ синтеза аминокислот

Первый учёный, который смог успешно предсказать вторичную структуру белков

Фредерик Сенгер- английский биохимик

Дважды лауреат Нобелевской премии по химии:
1958- «за работы по определению структур белков, особенно инсулина»,
1980- «за вклад в установлении основных последовательностей в нуклеиновых кислотах»

С – 50 – 52%;
Н – 6,0 – 8,0%;
О – 19 – 24%;
N – 15 – 18%;
S – 0,5 – 2,0%.

Белки

простые сложные
состоят только содержат белковую
из аминокислот и небелковую части
(альбумин, фибрин) (липиды, углеводы,
ионы металлов –
протеолипиды,
гемоглобин)

По растворимости:
1.Растворимые
2.Нерастворимые

По агрегатному состоянию:
1.Жидкие
2.Твердые

В 1903 году немецкий ученый Э.Г.Фишер предложил пептидную теорию, которая стала ключом к тайне строения белка. Фишер предположил, что белки представляют собой полимеры из остатков аминокислот, соединенных пептидной связью NH–CO.

Идея о том, что белки – это полимерные образования, высказывалась еще в 1888 году русским ученым А.Я.Данилевским.

Белок – это высокомолекулярное органическое соединение, представляющее собой биополимер, состоящий из мономеров, которыми являются α-аминокислоты соединенные пептидной связью.

Водорастворимые белки образуют коллоидные растворы.

Процесс пенообразования–это способность белков образовывать высококонцентрированные системы «жидкость–газ»,называемые пенами.
Белки в качестве пенообразователей широко используются в кондитерской промышленности(пастила, зефир, суфле).
Структуру пены имеет хлеб, а это влияет на его вкусовые свойства.

При горении животных белков ощущается характерный запах «жжёного рога». В значительной степени этот запах определяется содержанием серы в белках.
Растительных белков – запахом жженой бумаги.

Заключается в связывании и доставке (транспорте) различных веществ от одного органа к другому.
Гемоглобин соединяется в легких с кислородом, превращаясь в оксигемоглобин.
Достигая с током крови органов и тканей, оксигемоглобин расщепляется и отдает кислород.

Антитела обезвреживают вещества, поступающие в организм или появляющиеся в результате жизнедеятельности бактерий и вирусов.

Белок плазмы крови фибриноген, участвуя в свертывании крови, уменьшает кровопотери

Заключается в увеличении скорости различных реакций обмена веществ и энергии в организме.

Гидролизованный коллаген (белок соединительной ткани)

Белки составляют основу строения клетки.

Модель белка-регулятора (гормон)

Железы внутренней секреции

Миозин
Актин

1 г белка эквивалентен 17,6 кДж. 

0,85-1,00 граммов на килограмм веса для взрослого человека (около 100 граммов в сутки для среднего мужчины и 70 граммов для женщины).

Детям требуется больше белка - до 1,9 граммов на килограмм веса в сутки.

Изучение белков важно для выяснения природы заболеваний, наблюдаемых у человека и животных.
Отдельные белки находят применение в народном хозяйстве( шерсть, шёлк, кожа , перья, волосы и рога).
Выведения новых высокопродуктивных пород животных и сортов растений.
Развитие направлений современной биоорганической химии - генной инженерии и биотехнологии

http://art8you.net/clipart/symbols-arrows/ - указатели
schoolsetovo.ucoz.ru - колбы
http://himbio.ucoz.ru/index/illjustracii/0-21 - пробирки
http://artcity.lv/2007/10/06/klipart-tekhnika-124-izobrazhenija.html - молекула
http://diterglass.com/page/145/ - капли воды
Химия О.С. Габриелян, А.Г. Остроумов, Учебник для профессий и специальностей социально – экономического профиля, М., «Академия» 2011 год,256 с.
Химия О.С. Габриелян, А.Г. Остроумов, Пособие для преподавателей, М., Академия 2012 год.