Иммунология и биохимия

Аминокислоты, пептиды, белки

Аминокислоты -->> пептиды-->> полипептиды-->> белки

Белки - молекулярные инструменты, которые выполняют удивительное разнообразие функций. В дополнение к роли строительного материала во всех живых организмах (например, актина и миозина в мышечных клетках животных), белки участвуют в таких разнообразных функциях как катализ, регуляция метаболизма, транспорт и защита. Белки состоят из одного или нескольких полипептидов - неразветвленных полимеров 20 различных аминокислот. Геномы большинства организмов задают аминокислотные последовательности тысяч или десятков тысяч белков.

Разнообразие  структуры белков Белки представляют собой разнородную группу макромолекул (рис.1). Это разнообразие напрямую связано с комбинаторной возможностью мономеров - 20 аминокислот. Теоретически аминокислоты могут связываться с образованием белковых молекул любых мыслимых размеров или последовательности. Например, белок, состоящий гипотетически из 100 аминокислот. Общее возможное количество комбинаций для такой молекулы астрономическое - 20100. Тем не менее, из триллионов возможных последовательностей аминокислот, во всех живых организмах реализуется небольшая часть (возможно, не более чем 2 миллиона). Важной причиной этого замечательного несоответствия - сложный комплекс структурных и функциональных свойств природных белков, которые развивались на протяжении миллиардов лет в ответ на давление отбора. Среди них:

  • структурные особенности, которые обеспечивают относительно быстрые и успешные процессы
  •  наличие сайтов связывания, которые являются специфическими для одной или небольшой группы молекул,
  • соответствующий баланс структурной гибкости и жесткости, поддерживающий функцию,
  • поверхностная структура, которая соответствует непосредственному окружению белка, (т.е. гидрофобная в мембранах и гидрофильная в цитоплазме)
  • доступность белков к реакциям распада, когда они повреждены или уже бесполезны.

Белки (протеины) можно различать по количеству аминокислот (называемых аминокислотные остатки), по общему аминокислотному составу и аминокислотной последовательности.

Отдельные примеры разнообразия белков показаны на рисунке 1. Молекулы белка с молекулярным весом от нескольких тысяч до нескольких миллионов дальтон называют полипептидами. Молекулы с низким молекулярным весом, как правило, состоящие из менее чем 50 аминокислот, называются пептиды. Термин белок описывает молекулы с более чем 50 аминокислот. Каждый белок состоит из одной или более полипептидных цепей (рис.).