Białka i aminokwasy

• Czym są białka i z czego się składają ?

  Białka są głównym składnikiem komórek i tkanek. Są zbudowane z niewielkich cząsteczek - aminokwasów.
• Z czego są zbudowane aminokwasy ?

  Aminokwasy są zbudowane węgla (C), wodoru (H), tlenu (T), azotu (N) oraz czasem z siarki (S), łańcucha węglowego - R, centralnego atomu węgla alfa oraz z dwóch grup funkcyjnych:

  -> zasadowej (-NH3),

  -> kwasowej (-COOH)
• Podział aminokwasów

  -> aminokwasy białkowe - mogą się ze sobą łączyć tworząc peptydy lub białka, należą do nich 20 aminokwasów,

  -> aminokwasy niebiałkowe - nie wchodzą w skład białek, należą do nich pozostałe aminokwasy
• Funkcje aminokwasów niebiałkowych

  -> np. ornityna i cytrulina uczestniczą w wytwarzaniu mocznika,

  -> GABA jest neuroprzekaźnikiem w układzie nerwowym
• Z czego są zbudowane aminokwasy białkowe ?

  Aminokwasy białkowe są zbudowane z grupy amonowej połączonej z atomem węgla, znajdującego się przy grupie karboksylowej. Ten atom węgla nazywamy atomem węgla alfa i jest do niego podłączony podstawnik R. Podstawnikiem może być atom wodoru, łańcuch lub pierścień.
• Wymień trzy rodzaje jonów aminokwasów

  -> jon obojnaczy - obydwie grupy są zjonizowane,

  -> kationy - tylko grupa aminowa jest zjonizowana,

  -> aniony - tylko grupa karboksylowa jest zjonizowana
• Jakie są rodzaje aminokwasów ?

  -> aminokwasy obojętne - zawierają jedna grupę aminową i jedną karboksylową, występują w postaci jonów obojnaczych których ładunki się równoważą,

  -> aminokwasy kwasowe - zawierają dodatkowe grupy karboksylowe zlokalizowaną w obrębie podstawnika, są naładowane ujemnie,

  -> aminokwasy zasadowe - zawierają dodatkowe grupy aminowe zlokalizowaną w obrębie podstawnika, są naładowane dodatnio
• Za pomocą czego aminokwasy mogą się ze sobą łączyć ?

  Aminokwasy mogą łączyć się za pomocą wiązań peptydowych, które należą do wiązań kowalencyjnych. Uczestniczą w tym: grupa karboksylowa jednego aminokwasu i grupa aminowa drugiego aminokwasu. W wyniku reakcji powstaje łańcuch peptydowy.
• Gdzie tworzą się wiązania peptydowe i czego one wymagają ?

  Wiązania peptydowe tworzą się w rybosomach i wymagają nakładu energii.
• Rodzaje końców łańcucha peptydowego

  -> N koniec - wolna grupa aminowa,

  -> C koniec - wolna grupa karboksylowa
• W zależności z ilu aminokwasów składa się łańcuch wyróżniamy

  -> polipeptyd - od 2 do 50 aminokwasów,

  -> białka - ponad 50 aminokwasów
• Czym jest synteza łańcucha peptydowego ?

  To reakcja kondensacji, podczas której powstaje również cząsteczka wody
• Jakie są wiązania peptydowe ?

  Są one sztywne i płaskie.
• Dlaczego cząsteczki białek mogą przyjmować różne formy przestrzenne ?

  Cząsteczki białek mogą przyjmować różne formy przestrzenne dzięki temu że pomiędzy wiązaniami peptydowymi znajdują się atomy węgla alfa, które tworzą wiązania, umożliwiające obroty łańcucha i jego swobodne układanie się w przestrzeni.
• Od czego zależy struktura pierwszorzędowa białka ?

  Zależy od liczby i kolejności aminokwasów w łańcuchu polipeptydowym.
• Gdzie jest zapisana informacja o liczbie i kolejności aminokwasów ?

  W materiale genetycznym.
• Co utrzymuje strukturę pierwszorzędową białek ?

  Wiązania peptydowe między sąsiadującymi aminokwasami.
• Co stanowi drugorzędową strukturę białek ?

  Łańcuchy polipeptydowe sfałdowane przestrzennie w alfa-helisę lub beta-harmonijkę.
• Co utrzymuje drugorzędową strukturę białek ?

  Wiązania wodorowe pomiędzy atomami wodoru grup N-H, a atomami tlenu grupy C=O, które wchodzą w skład wiązań peptydowych.
• Przez co powstaje alfa-helisa ?

  Powstaje przez prawoskrętne zwinięcia łańcucha polipeptydowego wokół osi. Co cztery aminokwasy grupy C=O i N-H układają się w odległości umożliwiającej powstawanie wiązań wodorowych.
• Przez co powstaje beta-harmonijka ?

  Powstaje przez ułożenie łańcucha polipeptydowego na płaszczyźnie. Wiązania wodorowe znajdują się wówczas między grupami C=O i N-H oddalonymi od siebie w łańcuchu.
• Co stanowi trzeciorzędową strukturę białka ?

  Pofałdowane łańcuchy polipeptydowe o strukturze drugorzędowej.
• Dzięki czemu utrzymuje się trzeciorzędowa struktura białka ?

  Dzięki oddziaływaniom miedzy podstawnikami aminokwasów.
• Co robi trzeciorzędowa struktura białku ?

  Określa jego kształt i odpowiada za aktywność.
• Co się stanie gdy trzeciorzędowa struktura się zniszczy ?

  Utraci ona właściwości białka.
• Z czego są zbudowane większości białek ?

  Z odcinków alfa helisy i beta harmonijki.
• Co stanowi czwartorzędową strukturę białka ?

  Dwie lub większe ilości podjednostek, czyli łańcuchów polipeptydowych.
• Dzięki czemu utrzymuje się czwartorzędowa struktura białka ?

  Dzięki oddziaływaniom między podstawnikami aminokwasów należących do oddzielnych łańcuchów polipeptydowych.
• Co utrzymuje trzeciorzędową i czwartorzędową strukturę białka ?

  -> wiązania hydrofobowe grup węglowodorowych,

  -> wiązania wodorowe,

  -> wiązania jonowe - między zjonizowaną grupą aminową aminokwasów zasadowych i zjonizowaną grupą karboksylową aminokwasów kwasowych

  -> mostki dwusiarczkowe - między grupami S-H dwóch cystein
• Jakie są funkcje białek ?

  -> katalizacja reakcji metabolicznych,

  -> magazynująca,

  -> transportowa,

  -> utrzymywanie ciśnienia onkotycznego,

  -> udział w odporności
• Jakie są właściwości białek ?

  -> rozpuszczalne w wodzie - roztwór koloidalny,

  -> niejednorodna mieszanina dwóch substancji,
• Co może być przyczyną procesu denaturacji ?

  -> czynniki fizyczne: wysoka temperatura, promieniowanie UV i RTG, wysokie ciśnienie,

  -> czynniki chemiczne stężone kwasy i zasady, sole metali ciężkich, alkohole.
• Podział aminokwasów i białek w diecie:

  -> aminokwasy endogenne - aminokwasy, które potrafimy wytworzyć

  -> aminokwasy egzogenne - aminokwasy, których nie potrafimy wytworzyć

  -> białka pełnowartościowe - zawierające wszystkie aminokwasy egzogenne

  -> białka niepełnowartościowe - nie zawierające komplety aminokwasów egzogennych
• Co to koagulacja/wysalanie i na czym ono polega ?

  -> koagulacja - proces wytrącania osadu białka przez różne substancje, polega na odwonieniu białka i agregacji czyli łączeniu się przez co powstaje osad. Jest to proces odwracalny.
• Co to denaturacja ?

  -> denaturacja - naruszenie struktury białka, nieodwracalny proces koagulacj,
• Co to renaturacja ?

  - renaturacja - proces przywracania drugorzędowej i trzeciorzędowej struktury białka, proces odwrotny do denaturacji.
• Czemu zapobiega otoczka wodna ?

  Zapobiega agregacji i wytrąceniu osadu.
• Z czego są zbudowane białka proste ?

  Białka proste są zbudowane wyłącznie z aminokwasów. np. keratyna, albuminy, globuliny, histony
• Z czego są zbudowane białka złożone ?

  Białka złożone zbudowane z aminokwasów oraz części niebiałkowej. np. hemoglobina, insulina, mioglobina, fibrynogen
• Podział białek ze względu na kształt:

  -> fiblyralne np. kolagen,

  -> globularne np. hemoglobina, insulina