CCI2014052826

1010 Rozdział 26 Biocząsteczki: aminokwasy, peptydy i białka

26.13

Struktura białek

Kliknij Organie Interactive @ organie Chemistry Direct Protein Structure: Z użyciem programu Chime™ zapoznaj się z podstawowymi aspektami struktury biatek.

Rys. 26.6 Helikalna struktura drugorzędowa występująca w a-keratynie

Białka są tak duże, że określenie struktura przybiera szersze znaczenie niż w przypadku większości innych związków organicznych. W rzeczywistości, chemicy, gdy mówią o białkach mają na myśli cztery różne poziomy struktury: a Struktura pierwszorzędowa białka to sekwencja, w jakiej aminokwasy są ze sobą powiązane.

■    Struktura drugorzędowa opisuje, jak segmenty łańcucha polipeptydowego przyjmują pewien regularny sposób ułożenia;

■    Struktura trzeciorzędowa odnosi się do sposobu, w jaki cała cząsteczka zwija się, przyjmując ostateczny kształt przestrzenny;

■    Struktura czwartorzędowa opisuje sposób, w jaki kilka cząsteczek białka łączy się, tworząc większe agregaty.

Popatrzmy na trzy przykłady - a-keratynę (fibrylarna), fibroinę (fibrylarna) i mioglobinę (globularna) - by przekonać się, jak struktura wyższego rzędu wpływa na właściwości białka.

a-Keratyna

a-Keratyna jest fibrylarnym białkiem strukturalnym znajdującym się we włosach, wełnie, paznokciach i piórach. Badania rentgenograficzne wykazały, że a-keratyna jest zwinięta w prawoskrętną helikalna¹ strukturę drugorzędową, przypominającą kabel słuchawki telefonicznej. Pokazana na rys. 26.6, ta tak zwana a-helisa jest stabilizowana przez wiązania wodorowe między amidowymi grupami N—H i grupami C=0 jednostek odległych o cztery pozycje w łańcuchu. Na każdy zwój helisy przypada 3,6 reszty aminokwasowej, a odległość między zwojami (okres powtarzalności) wynosi 540 pm lub 5,40 A. Ogromna większość białek globularnych zawiera segmenty o strukturze a-helikalnej.

Fibroina

Fibroina, białko fibrylarne znajdujące się w jedwabiu, ma strukturę drugorzędową, którą nazywamy harmonijką /3 (lub pofałdowanym arkuszem fi). W tej strukturze harmonijkowej, łańcuchy polipeptydowe układają się równolegle do

1

Helikalny - kształt przypominający gwint śruby lub sprężynę. Błędne jest używanie w tym przypadku słowa spiralny, spirala (przyp. tłum.).