Быстрый поиск

После того как из живой ткани, разбавленной холодной кислотой, удалены низкомолекулярные вещества, а из сухого остатка органическим растворителем извлечены липиды, практически весь оставшийся твердый материал состоит из белков и нуклеопротеинов. В 1838 году по предложению шведского химика Иенса Берцелиуса голландский химик Шерар Мулдер назвал группу азотсодержащих органических веществ, выделенных из разнообразных растительных и животных тканей, протеинами. 

 
Структура белка
 
Это название происходит от греческого слова protos — первостепенно важный, и следует отметить, что оно выбрано чрезвычайно удачно. Жизнь в большинстве своих проявлений определяется активностью белков; энергия, вырабатываемая в живой клетке, в первую очередь расходуется на синтез белковых молекул, а затем уже используется при выполнении этими молекулами множества разнообразных операций.
 
Роль белков в живой природе настолько велика, что зачастую не так просто решить вопрос, белки ли существуют для максимального удовлетворения потребности живого, или, наоборот, жизнь развивается, приспосабливаясь к потребностям белков. Что же представляют собой белки? Белками называются высокомолекулярные соединения, при гидролизе которых образуется только смесь различных аминокислот. Остатки аминокислот в молекулах белков связаны друг с другом, так называемыми пептидными связями. Пептидная связь образуется в том случае, когда аминогруппа одной аминокислоты (формально) реагирует с карбоксильной группой второй аминокислоты, в результате чего обе они связываются. Выше уже было показано, что у трипептида, построенного из разных аминокислотных остатков, может быть шесть изомеров. По мере увеличения числа аминокислотных звеньев в молекулах полипептидов возрастает и количество возможных изомеров. Так, английский биохимик Ричард Синдж подсчитал, что белок с молекулярным весом 34 000 (сравнительно короткоцепочечный), в каждой молекуле которого содержится 288 аминокислотных остатков, а в состав его входит лишь 12 из приблизительно 20 возможных аминокислот, может иметь совершенно астрономическое число изомеров — 10300. Если бы мы смогли собрать воедино лишь по одной молекуле каждого из возможных изомеров этого гипотетического белка, то общий вес этих молекул составил бы 10 280 граммов. Поскольку вес нашей Земли исчисляется значительно более скромной цифрой — 10 27 граммов, совершенно очевидно, что реально в природе существует в лучшем случае лишь несколько изомеров этого белка.
 
И все-таки количество встречающихся в природе белков чрезвычайно велико. К настоящему времени в более или менее чистом виде выделено несколько сотен различных белков. Не подлежит никакому сомнению, что общее число химически и физически различающихся белков в любом живом существе достигает нескольких тысяч, причем получены достаточно основательные доказательства, что даже внешне одинаковые белки из разных источников далеко не всегда идентичны по структуре и по аминокислотному составу. Таким образом, многообразие форм жизни на нашей планете обусловлено существованием нескольких миллионов отдельных белков, каждый из которых в своем роде уникален. Настал момент, когда мы встречаемся с основной трудностью биохимии белка — необходимостью выяснить, что подразумевается под словами «индивидуальный белок», или «уникальная структура данного белка». Если принять, что индивидуальный белок состоит из молекул, полипептидные цепи которых построены из связанных в определенной последовательности аминокислотных остатков, и вспомнить, что полипептидная молекула, отличающаяся от молекул данного белка лишь каким-нибудь одним аминокислотным остатком или иным чередованием аминокислотных звеньев, уже не является молекулой данного белка (мы упоминали ранее о причине возникновения серповидно-клеточной анемии), то возникает естественный вопрос: каким же образом удается не только различать индивидуальные белки, имеющие зачастую столь ничтожные отличия, но и получать чистые индивидуальные белки?
 
И действительно, для исследований в этой области биохимии огромное, ни с чем не сравнимое значение имеет разработка специальных тончайших приемов и методов выделения, очистки, анализа, пригодных для работы с чрезвычайно нежными и чувствительными к всевозможным внешним воздействиям белковым молекулам, — методов, позволяющих сохранить эти вещества в неизменном виде. Методы, используемые в биохимии белка, постоянно совершенствуются, на смену устаревшим все время приходит огромное число новых более тонких приемов. Такое беспрестанное обновление и совершенствование методов белковой химии приводит к тому, что уже не редки случаи, когда какой-нибудь белок, до поры до времени считавшийся индивидуальным, оказывается вдруг состоящим из нескольких компонентов, именно поэтому само понятие чистоты белка менялось из десятилетия в десятилетие, а в последнее время — чуть ли не ежегодно. На заре биохимии разные белки отличали друг от друга, основываясь на различиях в их растворимости: одни белки, например, растворимы в чистой воде, другие — в водном растворе соли, а третьи — вообще ни в чем не растворяются.
 
Поэтому в старой научной литературе полно упоминаний о так называемых «альбуминах» (хорошо растворимых в воде белках), «глобулинах» (нерастворимых в воде, но растворимых в разбавленных солевых растворах), «глутелинах» (растворимых в разбавленных водных щелочах и кислотах), «проламинах» (растворимых в 70%-ном спирте) и, наконец, «склеропротеинах» (практически ни в чем не растворимых белках). Такая классификация далеко не бессмысленна, так как перечисленные различия в растворимости белков разных групп указывают исследователю на вполне определенные различия в структуре этих белков. Однако неверно только на основании одинаковой растворимости делать выводы о сходстве структур, сходстве, которого может и не быть вовсе. В настоящее время химия белка располагает огромнейшим арсеналом всевозможных методов, которые значительно упростили задачу очистки большинства растворимых белков. Естественно, что первым и основным критерием, действительно ли исследователь «держит в руках» индивидуальный белок, является доказательство чистоты этого вещества. Доказать чистоту довольно легко в том случае, когда исследуется фермент, поскольку именно он (и никакой другой белок) будет катализировать определенную специфическую реакцию; следовательно, присутствие белка-фермента в любой смеси белков всегда легко распознается. Совершенно очевидно, что фракция белкового препарата, не обладающая способностью катализировать ту или иную реакцию, не содержит белок-фермент. Подобным же образом можно опознать белок, в состав молекулы которого входит какой-либо металл, скажем железо, прочно связанный с органической белковой основой, другими «метящими» группами являются фосфатные (в фосфопротеинах) или углеводные остатки в так называемых мукопротеинах.
 
 

Рекомендуем почитать!

razvitie-moskitov-i-glavnoe-ikh-znachenie
Развитие москитов может происходить только при довольно...ДАЛЕЕ .....595
teatr-ezhi-grotovskogo
Одним из наиболее выдающихся актёров Театра-лаборатории был...ДАЛЕЕ .....1013
kak-zhili-zhenshchiny-v-drevnej-gretsii
В течение всей своей жизни гречанка подчинялась мужчине...ДАЛЕЕ .....2164
kak-proiskhodit-razmnozhenie-s-pomoshchyu-yajtsekladki-yaits
Биология яйцекладки птицы. Птичье яйцо – это сложная и...ДАЛЕЕ .....861
metall-i-plamya-drevnee-iskusstvo
«Золотое» начало древней сварки. Загадка...ДАЛЕЕ .....872
apollon-belvederskij-pokhodka-boga
У древних греков было такое понятие «теофания»....ДАЛЕЕ .....784
kto-znaet-kak-otklyuchit-platnye-uslugi-megafon
Необходимость в использовании той или иной услуги (особенно...ДАЛЕЕ .....1006
istoriya-rusi-v-litsakh-russkie-knyazya
   История России, как история любой страны,...ДАЛЕЕ .....900
Информационные технологии - понятие и применение в различных...ДАЛЕЕ .....1056
chto-takoe-nejtralnye-zony-kosmos
Такие зоны, изолированные внешним давлением, могут...ДАЛЕЕ .....561
tsarstvovanie-v-rossii-vasiliya-iii
Восхождение Василия на престол было нелегким. Он был...ДАЛЕЕ .....843
kakoj-effekt-imelo-izobretenie-tkatskogo-stanka
  Об изобретении ткацкого станка.   Жил...ДАЛЕЕ .....814
magi-v-sredizeme
Наивно полагать, что все являются горячими почитателями...ДАЛЕЕ .....308
soobshchestva-vkontatke
Просмотр всех официальных сообществ Создание wiki-страниц...ДАЛЕЕ .....304
chto-takoe-feromony-i-kakaya-ikh-rol-v-zhizni-lyudej
Феромоны   Всем известно, что человеческий...ДАЛЕЕ .....894
acm-r5-mekhanicheskaya-reptiliya
Тот кто смотрел Терминатор 4, наверняка сразу вспомнил сюжеты...ДАЛЕЕ .....514
kto-izobrel-zhevatelnuyu-rezinku-zhvachku-istoriya-izobreteniya
Жевательная резинка, жвачка, жевачка, жуйка и т.д.. Почти...ДАЛЕЕ .....1601
artileriya-pryamoj-navodkoj
Вся суть артиллерии в огневой мощи, но произнесите сегодня...ДАЛЕЕ .....511
razmnozhenie-rastenij-i-ikh-opylenie
Опыление – понятие, применяемое для описания...ДАЛЕЕ .....528
apollon-belvederskij-kakov-on-ideal-muzhskoj-krasoty
С тех пор как папа Римский Юлий II перенес статую к...ДАЛЕЕ .....658
molodye-zvezdnye-skopleniya
  Открытые скопления.   Открытые...ДАЛЕЕ .....586
atomy-i-elementy
Атомы и элементы - одни из основных понятий, которые...ДАЛЕЕ .....908
samyj-bolshoj-slon-v-mire
Речь пойдет о самой большой скульптуре, изображающей слона,...ДАЛЕЕ .....713
legkie-ryb-amfibij-i-reptilij
В течение первых сотен миллионов лет своего существования...ДАЛЕЕ .....218
materialnaya-kultura-kazakhstana-v-vi-nachale-xiii-veka
Археологические находки из погребений позволяют...ДАЛЕЕ .....964
prozrachnyj-kompyuter
Сейчас в мире наблюдается высокий темп создания различных...ДАЛЕЕ .....656
faradej-mark
Возможно, потому, что самоучки самым настойчивым образом...ДАЛЕЕ .....1212
amerikanskie-uchenye-smogli-sozdat-po-nastoyashchemu-nepromokaemuyu-bumagu
Американским ученым удалось создать уникальную бумагу,...ДАЛЕЕ .....218