Најважније из лекције
Амино-киселине: Садрже \(-\text{NH}_2\) и \(-\text{COOH}\) групу везане за исти \(\alpha\)-угљеников атом (\(\text{R}-\text{CH}(\text{NH}_2)-\text{COOH}\)). Најједноставнији представници су глицин (\(\text{R}=\text{H}\)) и аланин (\(\text{R}=\text{CH}_3\)).
Пептидна веза: Настаје реакцијом кондензације између \(-\text{COOH}\) и \(-\text{NH}_2\) групе две амино-киселине (\(-\text{CO}-\text{NH}-\)) уз издвајање \(\text{H}_2\text{O}\).
Протеини: Природни полимери састављени од амино-киселина; деле се на влакнасте (градивни: кератин, колаген, мишићи) и лоптасте (хемоглобин, ензими, антитела, хормони).
Денатурација: Губитак просторне структуре и функционалности протеина услед дејства температуре, хемикалија (\(\text{pH}\), соли, растварачи) или механичких сила. Може бити трајна (пржење јаја) или повратна (хлађење желатина).
Пептидна веза: Настаје реакцијом кондензације између \(-\text{COOH}\) и \(-\text{NH}_2\) групе две амино-киселине (\(-\text{CO}-\text{NH}-\)) уз издвајање \(\text{H}_2\text{O}\).
Протеини: Природни полимери састављени од амино-киселина; деле се на влакнасте (градивни: кератин, колаген, мишићи) и лоптасте (хемоглобин, ензими, антитела, хормони).
Денатурација: Губитак просторне структуре и функционалности протеина услед дејства температуре, хемикалија (\(\text{pH}\), соли, растварачи) или механичких сила. Може бити трајна (пржење јаја) или повратна (хлађење желатина).
Амино-киселине су биолошки важна органска једињења која у свом саставу садрже најмање две различите функционалне групе: амино-групу (\(-\text{NH}_2\)) и карбоксилну групу (\(-\text{COOH}\)), а међусобно се разликују по бочној групи (\(\text{R}-\)).
\(\alpha\)-амино-киселине: Протеинске амино-киселине код којих је амино-група везана за први атом угљеника до карбоксилне групе (\(\alpha\)-угљеников атом).
\[ \text{R}-\text{CH}(\text{NH}_2)-\text{COOH} \]
Општа формула \(\alpha\)-амино-киселина
Две најједноставније амино-киселине:
- Глицин: \(\text{H}-\text{CH}(\text{NH}_2)-\text{COOH}\) (бочна група је \(\text{R} = \text{H}\))
- Аланин: \(\text{CH}_3-\text{CH}(\text{NH}_2)-\text{COOH}\) (бочна група је \(\text{R} = \text{CH}_3\))
Људски организам може да синтетише око 10 амино-киселина, док се преостале - есенцијалне амино-киселине - морају уносити исхраном (месо, јаја, млечни производи, житарице, соја). Биљке и поједини микроорганизми синтетишу све неопходне амино-киселине.
Пептидна веза (\(-\text{CO}-\text{NH}-\)) настаје реакцијом између карбоксилне групе једног молекула амино-киселине и амино-групе другог молекула амино-киселине, уз издвајање молекула воде (\(\text{H}_2\text{O}\)).
\[ \text{H}-\text{CH}(\text{NH}_2)-\text{COOH} + \text{CH}_3-\text{CH}(\text{NH}_2)-\text{COOH} \rightarrow \text{H}-\text{CH}(\text{NH}_2)-\text{CO}-\text{NH}-\text{CH}(\text{CH}_3)-\text{COOH} + \text{H}_2\text{O} \]
глицин + аланин \(\rightarrow\) дипептид + вода
Повезивањем два молекула амино-киселине настаје дипептид (садржи 1 пептидну везу), три молекула граде трипептид (2 пептидне везе), док повезивањем великог броја настају полипептиди и протеини.
Хормон окситоцин је пептид изграђен од 9 различитих остатака амино-киселина; изазива контракције материце током порођаја и утиче на осећај привржености („хормон нежности”).
Протеини (беланчевине) су природни макромолекули настали спајањем великог броја амино-киселина тачно одређеним редоследом од ког зависи њихова просторна структура и биолошка функција.
Према просторном облику, протеини се деле на:
- Влакнасте (фибриларне): дугачки ланци, углавном нерастворљиви; имају градивну улогу (изграђују косу, кожу, нокте, мишићна ткива).
- Лоптасте (глобуларне): увијени у компактан облик кугле, растворљиви; обављају динамичке функције (нпр. хемоглобин транспортује \(\text{O}_2\) и \(\text{CO}_2\) и регулише \(\text{pH}\) вредност крви).
Ензими: Биолошки катализатори протеинске природе који убрзавају специфичне биохемијске реакције у живим организмима (нпр. ензими пљувачке разграђују скроб на једноставније шећере).
Протеини врше транспортну (хемоглобин), заштитну (антитела), регулаторну (хормони), градивну и каталитичку функцију (ензими). Назив потиче од грчке речи која значи први, најважнији.
Денатурација је свака промена природне просторне структуре протеина која доводи до смањења или потпуног губитка његове биолошке активности.
Денатурацију изазивају: повишена температура, промена \(\text{pH}\) вредности (јаке киселине и базе), соли, органски растварачи и механички утицаји.
| Врста денатурације | Карактеристика | Пример |
|---|---|---|
| Трајна (неповратна) | Протеин трајно губи структуру и функцију. | Пржење/кување јаја, сирење млека под утицајем киселине, стерилизација прибора. |
| Повратна (реверзибилна) | Након престанка деловања фактора, структура протеина се може обновити. | Мућење беланаца у снег, растварање и поновно очвршћавање желатина при хлађењу. |
Дезинфекција алкохолом и медицинска стерилизација заснивају се на трајној денатурацији протеина у бактеријама и вирусима, чиме се они уништавају.
Задаци за вежбање
Задатак 1 (лак): Које две функционалне групе садржи свака амино-киселина и по чему се \(\alpha\)-амино-киселине разликују једна од друге?
Свака амино-киселина садржи:
- Амино-групу (\(-\text{NH}_2\))
- Карбоксилну групу (\(-\text{COOH}\))
Задатак 2 (средњи): Колико пептидних веза садржи полипептидни ланац изграђен од 6 молекула амино-киселина и колико се молекула воде издвоји приликом његове синтезе?
При спајању сваке две суседне амино-киселине настаје једна пептидна веза и издваја се један молекул воде:
- Број пептидних веза = \(\text{број амино-киселина} - 1 = 6 - 1 = 5\)
- Број издвојених молекула воде = \(5\) (\(\text{H}_2\text{O}\))
Задатак 3 (средњи): Одреди који фактори доводе до денатурације у следећим случајевима и одреди да ли је она трајна или повратна:
- Додавање сока од лимуна у топло млеко при чему се издваја груш (сир).
- Загревање гела од желатина који постаје течан, а након хлађења поново прелази у гел.
- Фактор: промена \(\text{pH}\) вредности (додавање лимунске киселине); Врста: трајна (неповратна) денатурација.
- Фактор: промена температуре; Врста: повратна (реверзибилна) денатурација.
Задатак 4 (тежак): Напиши једначину хемијске реакције грађења дипептида спајањем два молекула глицина (\(\text{H}-\text{CH}(\text{NH}_2)-\text{COOH}\)) и заокружи пептидну везу у продукту.
Једначина реакције:
\[ \text{H}_2\text{N}-\text{CH}_2-\text{COOH} + \text{H}_2\text{N}-\text{CH}_2-\text{COOH} \rightarrow \text{H}_2\text{N}-\text{CH}_2-\mathbf{CO-NH}-\text{CH}_2-\text{COOH} + \text{H}_2\text{O} \]
Пептидна веза у насталом дипептиду (глицил-глицину) је група \(-\text{CO}-\text{NH}-\).
