background image

16. PEPTYDY, BIAŁKA 

Peptydy  są  to  produkty  kondensacji  aminokwasów.  Aminokwasy  w  peptydach  są  połączone 
wiązaniem  amidowym  (peptydowym)  pomiędzy  grupą  karboksylową  jednego  aminokwasu  a  grupą 
aminową drugiego. 
Zapis struktury peptydów: 

 

aminokwas  mający  wolna  grupę  –NH

3

+

 

zapisuje  się  z  lewej  strony  cząsteczki  peptydu,  a 

aminokwas  z  wolna  grupą  –COO

-

  z  prawej.  Aminokwasy  te  nazywa  się  odpowiednio:  

N-końcowym i C-końcowym. 

 

strukturę peptydu („sekwencję aminokwasów”) możemy podawać stosując odpowiednie skróty 
trzyliterowe  każdego  aminokwasu  poczynając  od  aminokwasu  N-końcowego  po  lewej  stronie 
np. H

2

N-Ala-Gly .... - ….Cys – Glu - COOH 

Szczególnym typem peptydów są białka. Charakterystyczną cechą białek, z punktu widzenia ich 

budowy jest występowanie w nich charakterystycznych struktur: pierwszo-, drugo-, trzecio- 
i czwartorzędowych (nie wszystkie białka wykazują tę strukturę). 

 
STRUKTURA I-RZĘDOWA BIAŁEK 
Określa  kolejność  występowania  reszt  aminokwasowych  w  łańcuchu  peptydowym  czyli  sekwens 
aminokwasów.  Wiązania  łączące  poszczególne  elementy  łańcucha  peptydowego  to  wiązania 
peptydowe. 
 
STRUKTURA 

II-RZĘDOWA 

określa 

rodzaj  przestrzennego 

usytuowania 

łańcuchów 

polipetydowych,  wynikający  z  obecności  wiązań  wodorowych  między  składnikami  reszt 
aminokwasowych polipeptydu. 

 

 α-heliks   

 

struktura harmonijkowa 

 
STRUKTURA III-RZĘDOWA  
Trzeciorzędowa struktura białka, to ułożenie poszczególnych fragmentów łańcucha polipetydowego 
względem  siebie  w  przestrzeni  (patrz  rysunek)  stabilizowanych  między  innymi  oddziaływaniami 
elektrostatycznymi  (a),  wiązaniami  wodorowymi(b)  oddziaływaniami  hydrofilowymi  pomiędzy 
niepolarnymi częściami łańcucha (c) oraz wiązaniami dwusiarczkowymi (d). 

background image

132 

Repetytorium z chemii

 

Spośród  wymienionych  najsilniejszymi  elementami  wiązania  są  wiązania  dwusiarczkowe  (-S-S-) 
dlatego często wiązanie to czyni się głównie odpowiedzialnym za strukturę trzeciorzędową białka. 

 

 
 
CZWARTORZĘDOWA STRUKTURA BIAŁKA 
Czwartorzędowa  struktura  białek  dotyczy  cząsteczek  białek  zbudowanych  z  większej  ilości 
łańcuchów  polipetydowych  tworzących  odpowiedni  układ  przestrzenny  za  pomocą  różnego  typu 
wiązań i oddziaływań (rys.). Struktura ta określa stopień asocjacji lub polimeryzacji poszczególnych 
cząsteczek białka lub łańcuchów polipetydowych w większe agregaty (jak włókienek w niciach).

 

 

 

 

 
 
Struktura hemoglobiny (zaczerniony fragment przedstawiony na rysunku obok) 
Białko hemoglobiny złożone jest z czterech podjednostek hemu (tetramer jest zdolny do przenoszenia 
tlenu z płuc do komórek, pojedyncza jednostka – nie) 
 
 
 
 

a

 

background image

Peptydy, białka

 

133

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BIAŁKA PROSTE (PROTEINY) 

 

dają w wyniku hydrolizy wyłącznie aminokwasy i ich pochodne 

BIAŁKA FIBRYLARNE (SKLEROPROTEINY) – są to łańcuchy włókniste o strukturze 
spiralnej lub pofałdowanej. Białka te zazwyczaj są nierozpuszczalne w wodzie np. kreatyny 
(włosy, skóra), miozyna (mięśnie), kolageny (tkanka łączna, skóra) i elastyny (ściana aorty, 
tkanka łączna) 
BIAŁKA GLOBULARNE (SFEROPROTEINY) – są to łańcuchy polipeptydowe zwinięte w 
postać kłębka. Białka te są zazwyczaj rozpuszczalne w wodzie. Do białek globularnych 
należą np. albuminy (surowica krwi, żółtko jaja), globuliny (nierozpuszczalne w wodzie np. 
fibrynogen – w krwi, aktyna i miozyna w mięśniach); histony (w jądrze komórkowym), 
gluteiny (gluteina – pszenica), prolaminy (zeiny – kukurydza) 
 

BIAŁKA ZŁOŻONE (PROTEIDY) 
Są  to  białka,  w  których  cząsteczki  białka  prostego  połączone  są  z  inną  niebiałkową  cząsteczką 
organiczną (grupą prostetyczną) lub nieorganiczną. 
Do proteidów należą: 

 

FOSFOPROTEIDY – zawierające reszty kwasu fosforowego(V), np. kazeina, pepsyna 

 

LIPOPROTEIDY  –  zawierające  glicerydy,  cholesterol  i  jego  estry,  fosfolipidy,  kwasy 
tłuszczowe; występują w błonach komórkowych, osoczu krwi 

 

GLUKOPROTEIDY – zawierają reszty węglowodanowe np. fibrynogen, tereotropina 

 

NUKLEOPROTEIDY  –  zawierają  kwasy  nukleinowe;  białka  zasadowe  (protaminy  i 
histony) – występują w jądrach komórkowych 

 

METALOPROTEIDY  –  zawierają  jony  metali  np.  Fe

2+

,  Mg

2+

,  Cu

2+

,  Zn

2+

,  Mo

2+

,  np. 

ceruloplazmina zawiera Cu

2+

, ksantynooksydaza zawiera Mo

2+

 

 

CHROMOPROTEIDY  –  składnikiem  niebiałkowym  jest  substancja  barwna  np. 
hemoglobina, mioglobina, chlorofil 

 

16.1. 

WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE BIAŁEK 

 

wodne roztwory białek to roztwory liofilowe 

 

nie przenikają przez błony półprzepuszczalne 

 

wykazują efekt Tyndalla (rozpraszanie światła) 

 

ulegają  wysalaniu  (koagulacji  odwracalnej)  pod  wpływem  stężonych  roztworów  soli  metali 
alkalicznych i amonowych 

 

ulegają denaturacji (koagulacji nieodwracalnej) 

zniszczeniu ulega przestrzenna struktura białek (niszczenie struktur białkowych i 
zanik aktywności biologicznej) pod wpływem soli metali ciężkich, podwyższonej 
temperatury, niższych alkoholi i aldehydów oraz rozpuszczalników organicznych 

PODZIAŁ  BIAŁEK 

PROSTE 

ZŁOŻONE 

FIBRYLARNE 

GLOBULARNE 

metaloproteidy 

chromoproteidy 

nukleoproteidy 

glikoproteidy 

lipoproteidy 

fosfoproteidy 

background image

134 

Repetytorium z chemii

 

16.2. 

WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNE BIAŁEK 

 

wykazują  właściwości  kwasowo-zasadowe,  ich  ładunek  jest  wypadkową  wszystkich 
dysocjujących grup kwasowych i zasadowych w łańcuchach składowych aminokwasów. Forma 
występowania  białka  zależy  od  pH  roztworu.  W  punkcie  izoelektrycznym  (wartość  pH 
charakterystyczna  dla  każdego  białka)  występują  w  postaci  cząstek  obojętnych  (mają 
sumaryczny ładunek zerowy); przy wartości pH > pI występują w postaci makroanionów; przy 
pH  <  pI  makrokationów.  Zjawisko  to  jest  wykorzystywane  przy  rozdziale  białek  na  drodze 
elektroforezy  (elektroforeza  migracja  naładowanych  cząsteczek  w  zewnętrznym  polu 
elektrycznym) 

 

reakcja  ksantoproteinowa  –  pod  wpływem  stężonego  roztworu  HNO

białko  przyjmuje  żółte 

zabarwienie,  zmieniające  się  na  pomarańczowe  pod  wpływem  zasad.  Zachodzi  wtedy  reakcja 
nitrowania  pierścieni  aromatycznych  w  resztach  aminokwasów  aromatycznych  (np.  tyrozyny, 
fenyloalaniny).  Reakcja  ta  służy  do  wykrywania  reszt  aminokwasów  aromatycznych  w 
cząsteczkach białek 

 
 

 

(stęż)

 

 

fenyloalanina   

 

 

żółty 

 
 
 
 

 

sól sodowa formy aci (pomarańczowa) 

 

reakcja  biuretowa  –  po  dodaniu  roztworu  CuSO

4

  do  alkalicznego  roztworu  białka  pojawia  się 

fioletowe zabarwienie. reakcja charakterystyczna dla związków posiadających w swojej budowie 
blisko położone względem siebie grupy amidowe (peptydowe) 

CuSO

4

 + 2NaOH → Cu(OH)

2

 + Na

2

SO

4

 

R

C

H

NH

2

COOH

+  Cu(OH)

2

R

C

H

C

O

O

Cu

O

O

C

NH

2

H

C

R

H

2

N

+   2H

2

O

fioletowy 

 

hydroliza  –  proces  prowadzący  do  rozpadu  białek  na  prostsze  składniki,  finalnie  do 
aminokwasów. Hydroliza może być kwasowa, zasadowa lub enzymatyczna. 

białko  

 

O

H

2

  białko proste  

 

O

H

2

  pepton  

 

O

H

2

  pepton prosty  ——→ 

–––→  aminokwasy i inne związki (cukry, lipidy, zasady heterocykliczne) 

 

CH

2

CH COOH

NH

2

HNO

3

CH

2

CH COOH

NH

2

O

2

N

KOH (NaOH)

CH

2

CH COOH

NH

2

N

Na

+

O

-

N

2

O