โมเลกุลถูกสร้างขึ้นจากสารตกค้างของกรดอะมิโนโปรตีน โพลีเมอร์ดังกล่าวเป็นวัสดุธรรมชาติที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง ประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมี เช่น คาร์บอน ประกอบด้วยไฮโดรเจน อะตอมออกซิเจน และไนโตรเจน กรดนิวคลีอิกประกอบด้วยฟอสฟอรัส และโปรตีนหลายชนิดมีกำมะถัน
คุณสมบัติโครงสร้าง
เนื่องจากกรดอะมิโนตกค้างถูกสร้างขึ้นโมเลกุลของโมเลกุลโปรตีนนั้นมีน้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์สูง พวกมันถูกเรียกว่าแมคโครพอลิเมอร์ ตัวอย่างของสารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำรวมถึงแอลกอฮอล์, กรดคาร์บอกซิลิก, นิวคลีโอไทด์, โมโนแซ็กคาไรด์, กรดอะมิโน
โมเลกุลขนาดใหญ่
มาจากสารตกค้างของกรดอะมิโนที่โมเลกุลโปรตีนที่จำเป็นสำหรับชีวิตของสิ่งมีชีวิต โดยเฉลี่ยแล้ว น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ของพวกมันอยู่ในช่วงไม่กี่พันถึงหนึ่งล้าน ในโมเลกุลของสารประกอบโปรตีน กรดนิวคลีอิก โพลีแซ็กคาไรด์ จะถือว่ามีหน่วยการทำซ้ำจำนวนหนึ่ง
โมโนเมอร์เป็นโมเลกุลง่าย ๆ ที่เป็นพื้นฐานในการสร้างโมเลกุลพอลิเมอร์ โมเลกุลอะไรที่สร้างขึ้นจากเศษกรดอะมิโน? คำตอบสำหรับคำถามนี้คุ้นเคยกับนักเรียนมัธยมปลายทุกคน กรดอะมิโนทำหน้าที่เป็นโมโนเมอร์สำหรับพวกมัน โพลีแซ็กคาไรด์ต้องการโมโนแซ็กคาไรด์ และนิวคลีโอไทด์จำเป็นสำหรับการสร้างกรดนิวคลีอิก
คุณค่าของไบโอโพลีเมอร์
จากกรดอะมิโนตกค้างจึงถูกสร้างขึ้นโมเลกุลโปรตีนที่ทำหน้าที่หลายอย่างพร้อมกัน ควรสังเกตฟังก์ชั่นการก่อสร้าง ช่วยให้คุณสร้างโมเลกุลโปรตีนเฉพาะสำหรับสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด นอกจากนี้ โมเลกุลโปรตีนเป็นแหล่งพลังงาน ดังนั้นโปรตีนจึงรวมอยู่ในอาหารประจำวัน เซลล์มีสารประกอบอินทรีย์ในปริมาณที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นสัตว์มีลักษณะเด่นของไขมันและโปรตีนและในพืช - ปริมาณคาร์โบไฮเดรตที่เพียงพอ
โมเลกุลถูกสร้างขึ้นจากสารตกค้างของกรดอะมิโนโปรตีนจากสัตว์ "หน่วยการสร้าง" เหล่านี้ซึ่งเป็นสารประกอบเคมีแอมโฟเทอริก ถูกสร้างขึ้นในโมเลกุลโปรตีนในลำดับที่แน่นอน ปัจจุบันมีข้อมูลเกี่ยวกับการมีอยู่ของกรดอะมิโนสองร้อยตัว แต่มีเพียง 20 ตัวเท่านั้นที่ใช้เพื่อสร้างโปรตีนจากธรรมชาติ พวกเขามักจะเรียกว่าการสร้างโปรตีน ตัวอย่างเช่น โปรตีนสามารถสร้างขึ้นได้โดยการสลับของอะลานีน ลิวซีน ไลซีน กรดแอสปาร์ติก วาลีน เมไทโอนีน กลูตามีน ทรีโอนีน เมื่อถูกถามว่าโมเลกุลใดที่สร้างจากกรดอะมิโนที่ตกค้าง เด็กนักเรียนยกตัวอย่างโปรตีนจากสัตว์
คุณสมบัติของโครงสร้างทางเคมี
ในกรดอะมิโนที่สามารถสร้างได้โมเลกุลขนาดใหญ่ หมู่อะมิโน และหมู่คาร์บอกซิลถูกพันธะกับอะตอมของคาร์บอนหนึ่งอะตอม เป็นคุณลักษณะที่รวมจำนวนดังกล่าวเข้าด้วยกัน กรดอะมิโนตกค้างแตกต่างกันในองค์ประกอบของอนุมูล อาจเป็นชอบน้ำหรือไม่ชอบน้ำ มีขั้วหรือไม่มีขั้ว ซึ่งให้คุณสมบัติเฉพาะของกรดอะมิโน
กรดอะมิโนจำนวนมากที่สามารถสร้างได้โมเลกุลโปรตีน มีหมู่คาร์บอกซิลหนึ่งกลุ่ม (ประกอบด้วยไฮดรอกซิลและคาร์บอนิล) และหมู่อะมิโนหนึ่งกลุ่ม ดังนั้นจึงถือว่าเป็นโมเลกุลที่เป็นกลาง
นอกจากนี้ยังมีกรดอะมิโนพื้นฐานที่มีหมู่อะมิโนหลายหมู่พร้อมกัน เช่นเดียวกับกรดอะมิโนที่เป็นกรดซึ่งมีหมู่คาร์บอกซิลหลายกลุ่ม ตัวอย่างเช่นมีอะตอมของกำมะถันในโมเลกุลซิสเทอีน
ตัวเลือกการสังเคราะห์
สิ่งมีชีวิต autotrophic สังเคราะห์กรดอะมิโนจากสารอนินทรีย์ที่มีไนโตรเจนรวมถึงจากผลิตภัณฑ์ของการสังเคราะห์ด้วยแสง
สิ่งมีชีวิต heterotrophic ใช้เป็นแหล่งหลักของกรดอะมิโนคืออาหาร ในร่างกายมนุษย์ กรดอะมิโนบางส่วนถูกสังเคราะห์จากผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึม สารประกอบดังกล่าวถือว่าใช้แทนกันได้ อาหารบางชนิดถูกใช้เป็นแหล่งของกรดอะมิโนจำเป็นที่ไม่สามารถสังเคราะห์ได้ในร่างกายมนุษย์ กรดอะไรที่เรียกว่าจำเป็นสำหรับมนุษย์? เหล่านี้คือไลซีน, ฟีนิลอะลานีน, ลิวซีน, วาลีน, ไอโซลิวซีน, ทริปโตเฟน, เมไทโอนีน สำหรับร่างกายของเด็ก มีกรดอะมิโนจำเป็นอีก 2 ชนิด ได้แก่ ฮิสติดีนและอาร์จินีน
เนื่องจากกรดอะมิโนเป็นแอมโฟเทอริกสารประกอบมีปฏิกิริยาสูง พันธะเคมีเกิดขึ้นระหว่างหมู่อะมิโนของกรดหนึ่งกับหมู่คาร์บอกซิลของโมเลกุลที่สอง ซึ่งเรียกว่าพันธะเปปไทด์ (เอไมด์)
อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเคมีที่คล้ายคลึงกันโครงสร้างเชิงเส้นของเปปไทด์เกิดขึ้น ปลายด้านหนึ่งของสารประกอบใหม่มีหมู่อะมิโน และปลายอีกด้านหนึ่งมีหมู่คาร์บอกซิลอิสระ โครงสร้างนี้ช่วยให้ไดเปปไทด์สามารถโต้ตอบกับโมเลกุลกรดอะมิโนอื่น ๆ เพื่อสร้างสารประกอบโพลีเปปไทด์
ข้อสรุป
เปปไทด์มีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับชีวิตมนุษย์. โพลีเปปไทด์ในโครงสร้างของมันคือสารพิษ ยาปฏิชีวนะ และฮอร์โมนบางชนิด สายโพลีเปปไทด์สามารถมีเรซิดิวกรดอะมิโนหลายพันตัวที่จัดเรียงในลำดับที่จำเพาะ หากองค์ประกอบของโมเลกุลโปรตีนที่มีเพียงกรดอะมิโนตกค้างก็เรียกว่าง่าย
ถ้าโครงสร้างของโมเลกุลโปรตีนประกอบด้วยไม่เพียงส่วนประกอบของกรดอะมิโน แต่ยังรวมถึงไอออนบวกของเหล็ก, แมงกานีส, สังกะสี, น้ำตาล, นิวคลีโอไทด์, ลิปิด ซึ่งในกรณีนี้ โมเลกุลจะเรียกว่าโปรตีนเชิงซ้อน เราแยกไฟบริน อัลบูมินในเลือด และเอนไซม์ออกเป็นโปรตีนธรรมดาทั่วไป
แอนติบอดีถือเป็นโมเลกุลโปรตีนที่ซับซ้อน(อิมมูโนโกลบูลิน) เอ็นไซม์ การจัดระเบียบโครงสร้างของโมเลกุลโปรตีนมีสี่ประเภท โครงสร้างปฐมภูมิเป็นลำดับเชิงเส้นของเรซิดิวกรดอะมิโนที่เชื่อมต่อด้วยพันธะเปปไทด์ (เอไมด์)
เธอคือผู้กำหนดหน้าที่ คุณสมบัติ และรูปร่างโปรตีน บนพื้นฐานของโครงสร้างหลัก ตัวแปรอื่น ๆ ของโครงสร้างจะถูกสร้างขึ้น สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีโครงสร้างหลักเฉพาะของตัวเอง ซึ่งสร้างปัญหาบางอย่างสำหรับการสังเคราะห์ ตัวอย่างเช่น ปัญหาที่เกิดขึ้นในการเลือกยาสำหรับบุคคลเฉพาะ