Aminokwasy - budowa i właściwości

Aminokwasy są podstawowymi jednostkami budulcowymi białek. Ich budowa charakteryzuje się obecnością grupy aminowej $-NH₂$ i grupy karboksylowej $-COOH$ przyłączonych do tego samego atomu węgla.

Właściwości chemiczne aminokwasów obejmują:

1. Zdolność do tworzenia jonów obojnaczych, kationów i anionów w zależności od pH środowiska.
2. Asymetryczność atomu węgla, co prowadzi do występowania izomerów optycznych D i L.
3. Możliwość łączenia się w łańcuchy peptydowe poprzez wiązania peptydowe.

Definition: Budowa aminokwasów - struktura chemiczna obejmująca grupę aminową, grupę karboksylową, atom wodoru i charakterystyczny dla danego aminokwasu podstawnik R, wszystkie przyłączone do centralnego atomu węgla.

Highlight: W skład białek wchodzą wyłącznie L-aminokwasy.

Vocabulary: Podział aminokwasów - klasyfikacja aminokwasów ze względu na charakter ich podstawników na kwasowe, zasadowe i obojętne.

Właściwości białek i ich zachowanie w różnych warunkach

Właściwości białek są ściśle związane z ich strukturą i funkcją. Kluczowe cechy białek to:

1. Rozpuszczalność w wodzie i tworzenie koloidów $zoli$.
2. Zdolność do koagulacji $wysalania$ pod wpływem soli metali lekkich, np. NaCl.
3. Podatność na denaturację pod wpływem czynników takich jak wysoka temperatura, mocne kwasy i zasady, sole metali ciężkich czy alkohole.

Definition: Denaturacja białek to proces nieodwracalnego zniszczenia struktury przestrzennej białka, prowadzący do utraty jego funkcji biologicznej.

Example: Denaturacja białek przykłady - gotowanie jajka powoduje denaturację białek, co objawia się zmianą konsystencji z płynnej na stałą.

Highlight: Koagulacja białka $wysalanie$ jest procesem odwracalnym, w przeciwieństwie do denaturacji.

Vocabulary: Denaturacja białek co powoduje - czynniki powodujące denaturację to m.in. wysoka temperatura $powyżej 40°C$, mocne kwasy i zasady, sole metali ciężkich oraz alkohole.

Rodzaje i struktura białek

Białka można podzielić ze względu na różne kryteria:

1. Struktura przestrzenna: Białka włókniste $fibrylarne$ - nierozpuszczalne w wodzie, pełnią funkcje budulcowe. Białka kuliste $globularne$ - rozpuszczalne w wodzie, pełnią funkcje katalityczne, transportowe i zapasowe.
2. Obecność grup dodatkowych: Białka proste - zbudowane tylko z aminokwasów. Białka złożone - zawierają dodatkowo składnik niebiałkowy.

Struktura białek obejmuje cztery poziomy organizacji:

1. Struktura pierwszorzędowa - sekwencja aminokwasów połączonych wiązaniami peptydowymi.
2. Struktura drugorzędowa - lokalne uporządkowanie łańcucha peptydowego $α-helisa, β-kartka$.
3. Struktura trzeciorzędowa - globalne ułożenie łańcucha peptydowego w przestrzeni.
4. Struktura czwartorzędowa - agregacja kilku łańcuchów polipeptydowych.

Example: Przykłady białek o strukturze czwartorzędowej to chlorofil u roślin $zawierający jon Mg²⁺$ i hemoglobina u zwierząt $zawierająca jon Fe²⁺$.

Highlight: Budowa białek jest hierarchiczna i każdy poziom struktury ma kluczowe znaczenie dla funkcji białka.

Vocabulary: Jak dzielimy białka - klasyfikacja białek może być dokonana ze względu na ich strukturę przestrzenną, obecność grup dodatkowych lub pełnione funkcje.

Białka i ich funkcje w organizmie

Białka stanowią około 50% suchej masy komórek i pełnią kluczowe role w organizmie. Ich funkcje są niezwykle zróżnicowane i obejmują:

1. Funkcję strukturalną $np. keratyna w paznokciach$
2. Funkcję enzymatyczną $np. pepsyna$
3. Funkcję sygnałową $np. insulina$
4. Funkcję magazynującą $np. mioglobina$
5. Funkcję motoryczną $np. aktyna, miozyna$
6. Funkcję odpornościową $przeciwciała$
7. Funkcję transportującą $np. hemoglobina$
8. Funkcję receptorową $np. rodopsyna$
9. Funkcję regulacyjną $czynniki transkrypcyjne$

Highlight: Podział białek ze względu na funkcje jest kluczowy dla zrozumienia ich roli w organizmie.

Example: Keratyna, będąca białkiem strukturalnym, jest głównym składnikiem włosów i paznokci.

Vocabulary: Funkcje białek i przykłady - określenie różnorodnych ról, jakie pełnią białka w organizmie, wraz z konkretnymi przykładami białek odpowiedzialnych za dane funkcje.