Struktura i organizacja białek

Białka posiadają cztery poziomy organizacji strukturalnej, które determinują ich funkcje i właściwości:

1. Struktura pierwszorzędowa zależy od sekwencji aminokwasów w łańcuchu peptydowym.

2. Struktura drugorzędowa obejmuje lokalne uporządkowanie łańcucha polipeptydowego, tworząc struktury α-helisy i β-harmonijki.

Example: Keratyna jest przykładem białka o strukturze α-helisy, podczas gdy fibroina tworzy strukturę β-harmonijki.

3. Struktura trzeciorzędowa powstaje w wyniku dalszego fałdowania łańcucha polipeptydowego, utrzymywanego przez różne oddziaływania między podstawnikami aminokwasów.

Highlight: Struktura trzeciorzędowa jest unikalna dla każdego białka i odpowiada za jego aktywność biologiczną.

4. Struktura czwartorzędowa występuje w białkach zbudowanych z więcej niż jednego łańcucha polipeptydowego.

Example: Hemoglobina jest przykładem białka o strukturze czwartorzędowej.

Wiązania peptydowe wzór strukturalny oraz inne oddziaływania, takie jak mostki dwusiarczkowe, wiązania wodorowe i jonowe, są kluczowe dla utrzymania struktury przestrzennej białek.

Budowa i właściwości aminokwasów

Budowa aminokwasów białkowych jest kluczowa dla zrozumienia struktury i funkcji białek. Aminokwasy składają się z węgla, wodoru, tlenu i azotu, a czasem również siarki lub innych pierwiastków. Ich charakterystyczną cechą jest obecność dwóch grup funkcyjnych: zasadowej grupy aminowej (-NH₂) i kwasowej grupy karboksylowej (-COOH).

Highlight: Grupa aminowa jest połączona z drugim atomem węgla, co sprawia, że aminokwasy o takiej budowie nazywamy L-aminokwasami.

Właściwości aminokwasów są determinowane przez ich strukturę chemiczną. W zależności od pH środowiska, aminokwasy mogą tworzyć trzy rodzaje jonów: obojnacze, kationy i aniony. Ta zdolność nadaje im charakter kwasowo-zasadowy i umożliwia pełnienie funkcji buforującej.

Vocabulary: Jony obojnacze to forma aminokwasów, w której obie grupy funkcyjne są zjonizowane.

Aminokwasy białkowe i niebiałkowe różnią się swoją rolą w organizmie. Podczas gdy aminokwasy białkowe (20 rodzajów) tworzą peptydy i białka, aminokwasy niebiałkowe, takie jak ornityna i cytrulina, pełnią inne funkcje, np. uczestniczą w wytwarzaniu mocznika.

Wiązania peptydowe w białkach są kluczowe dla tworzenia struktur białkowych. Powstają one w wyniku reakcji kondensacji między grupą karboksylową jednego aminokwasu a grupą aminową drugiego.

Definition: Wiązanie peptydowe to wiązanie kowalencyjne łączące aminokwasy w łańcuch peptydowy.

Podział aminokwasów ze względu na właściwości ich podstawników obejmuje aminokwasy hydrofilowe (rozpuszczalne w wodzie) i hydrofobowe (nierozpuszczalne w wodzie).