Существуют четыре уровня организации белковой молекулы – равноценные пространственные структуры (конфигурации, конформации) белков: первичная, вторичная, третичная и четвертичная.
ПЕРВИЧНАЯ СТРУКТУРА БЕЛКОВ Первичная структура белков является простейшей. Имеет вид полипептидной цепи, где аминокислоты связаны между собой прочной пептидной связью. Определяется качественным и количественным составом аминокислот и их последовательностью. Под вторичной структурой белка подразумевают конфигурацию полипептидной цепи, т. е. способ свертывания, скручивания (складывание, упаковка) полипептидной цепи в спиральную или какую-либо другую конформацию. Процесс этот протекает не хаотично, а в соответствии с программой, заложенной в первичной структуре. стабильность вторичной структуры обеспечивается в основном водородными связями (определенный вклад вносят и главновалентные связи – пептидные и дисульфидные). Водородная связь представляет собой слабое электростатическое притяжение (взаимодействие, связь) между одним электроотрицательным томом (например, кислородом или азотом) и водородным атомом, ковалентно связанным со вторым электроотрицательным атомом. Под третичной структурой белка подразумевают пространственную ориентацию полипептидной спирали или способ укладки полипептидной цепи в определенном объеме. Третичнаяструктура белка. Эта структура постоянна и своеобразна для каждого белка. Она определяется размером, полярностью R-групп, формой и последовательностью аминокислотных остатков. Полипептидная спираль закручивается и укладывается определенным образом. Формирование третичной структуры белка приводит к образованию особой конфигурации белка – глобулы (от лат. globulus – шарик). Его образование обуславливается разными типами нековалентных взаимодействий: гидрофобные, водородные, ионные. Между остатками аминокислоты цистеина возникают дисульфидные мостики. Гидрофобные связи – это слабые связи между неполярными боковыми цепями, которые возникают в результате взаимного отталкивания молекул растворителя. При этом белок скручивается так, что гидрофобные боковые цепи погружены вглубь молекулы и защищают ее от взаимодействия с водой, а снаружи расположены боковые гидрофильные цепи. Третичную структуру имеет большинство белков – глобулины, альбумины и т. п Четвертичнаяструктура белка. Некоторые белки построены из нескольких полипептидных цепей, каждая из которых имеет вторичную и третичную структуры. Для таких белков введено понятие четвертичной структуры. Белок с четвертичной структурой называют олигомером, а его полипептидные цепи с третичной структурой – протомеры или субъединицы. Типы связей разные: гидрофобные, водородные, электростатические, ионные. Электростатические связи возникают между электроотрицательными и электроположительными радикалами аминокислотных остатков. Для одних белков характерно глобулярное размещение субъединиц – это глобулярные белки. Глобулярные белки легко растворяются в воде или растворах солей. К глобулярным белкам относятся некоторые гормоны, антитела, транспортные белки. Для других белков характерно объединение в спиральные структуры – это фибриллярные (от лат. fibrilla – волоконце) белки. Фибриллярные белки нерастворимы в воде.
Диализ. Гемодиализ
Диализом называется процесс разделения высокомолекулярных и низкомолекулярных веществ с помощью полупроницаемых мембран. Белковые молекулы, обладая большой молекулярной массой, не способны проникать через полупроницаемые перегородки (искусственные и естественные мембраны). При этом низкомолекулярные частицы (органические и неорганические) легко проходят через поры полупроницаемых мембран. Прибор, в котором проводят диализ, называется диализатором. Гемодиализ – процедура очищения крови через полупроницаемую пористую мембрану с помощью аппарата «искусственная почка». Гемодиализ необходим людям с острой почечной недостаточностью, отравлением лекарственными средствами, спиртами, ядами. Но больше всего в гемодиализе нуждаются люди с хронической почечной недостаточностью. Цель назначения гемодиализа – очистить кровь от вредных веществ мочевины – продукта расщепления белка в организме; креатинина – конечного продукта энергетического обмена в мышцах; ядов – мышьяка, стронция, яда бледной поганки;и тд