Пептиды и белки

Важнейшие биополимеры — белки — являются природными полиамидами. Их основу составляют полипептидные цепи, образующиеся при поликонденсации а-аминокислот; образование полипепидной цепи можно представить общей формальной схемой:

Фрагмент CO-NH — в принципе, обычный амидный фрагмент — в данном случае называется пептидной связью. Как и во всех полимерах, концевые группы в белках отличаются от неконцевых. Концевое аминокислотное звено, содержащее группу NH2, называется N-концевым звеном или просто N-kohцом; соответственно, концевое звено с группой СООН называют С-концевым (С-концом).

Приведенная схема действительно является формальной, т.к. ни в природе, ни в лаборатории белки не получаются из немодифицированных аминокислот. Однако обратная реакция — гидролиз белков до мономерных аминокислот — протекает при действии водных растворов кислот и щелочей.

В образовании белков принимают участие 20 а-аминокислот, т. е. белки представляют собой сополимеры многих мономеров. При этом во всех белках соблюдается строгая специфичность расположения мономерных звеньев; (аминокислотная последовательность); иными словами, в каждой макромолекуле индивидуального белка последовательность расположения мономерных звеньев одинакова. Эта специфичная для каждого белка последовательность называется первичной структурой данного белка. Именно в первичной структуре заключена значительная по объёму информация, определяющая биологические функции данного белка. Для сравнения можно указать, что в синтетических сополимерах чаще всего наблюдается либо чисто случайное расположение мономерных звеньев в каждой молекуле (статистические сополимеры, например, сополимер бутадиена со стиролом), либо чередование звеньев (чередующиеся сополимеры, например, рассмотренные выше синтетические полиэфиры, полиамиды и полиуретаны); естественно, их информационная ценность незначительна.

В то время, как ранее рассмотренные полимеры являются полидисперсными, т. е. состоящими из однотипно построенных макромолекул разной величины, белки по большей части являются монодисперсными, т. е. состоящими из.

идентичных макромолекул.

В ряде случаев взаимодействие аминокислот по указанной выше формальной схеме приводит к образованию не высокомолекулярных соединений, а олигомеров; эти олигомеры называют пептидами. Простейшие пептиды, содержащие два аминокислотных звена, называют дипептидами; если звеньев три — то трипептидами и т. д. Пептиды широко распространены в природе и выполняют важные биологические функции. Граница между пептидами и белками четко не определена; условно ее можно провести в области 50 аминокислотных звеньев в цепи (примерно столько звеньев имеет известный белок инсулин).

Прежде чем рассматривать непосредственно пептиды и белки, необходимо остановиться на мономерах — а-аминокислотах.