Ce este un biopolimer 1
Biopolimeri - clasă de polimeri se găsesc în natură în forma sa naturală, o parte a organismelor vii, proteine, acizi nucleici, polizaharide. Biopolimeri constau din aceleași (sau diferiți) unități - monomeri. Monomerii de proteine - aminoacizi, acizi nucleici - Nucleotidele din polizaharide - monozaharide.
Există două tipuri de biopolimeri - regulate (unele polizaharide) și neregulate (proteine, acizi nucleici, unele polizaharide).
Proteinele au mai multe niveluri ale organizației - primar, secundar, terțiar și cuaternar uneori. Structura primară este determinată secvența de monomeri, se precizează secundare intra- și interacțiunile intermoleculare între monomeri, în mod tipic prin legături de hidrogen. Structura terțiară depinde de interacțiunea structurii secundare, cuaternare de obicei format prin combinarea unui număr de molecule cu structura terțiară.
Structura secundară a proteinelor formată prin interacțiunea dintre aminoacizi prin legături de hidrogen și interacțiuni hidrofobe. Principalele tipuri de structuri secundare sunt
# 945; helix când apar legături de hidrogen între aminoacizi într-un singur lanț,
# 946; -list (straturi pliate) atunci când legăturile de hidrogen sunt formate între diferite lanțuri de polipeptide care se extind în direcții diferite (antiparalel
Pentru structura secundară de predicție cu ajutorul programelor de calculator.
Structura terțiară sau „pliere“ este format prin reacția structurilor secundare și stabiliruetsya non-covalente, legături de hidrogen, ionice și interacțiunile hidrofobe. Proteinele îndeplinesc funcții similare au de obicei structura terțiară similară. Un exemplu de ori # 946; -barrel (un butoi), atunci când # 946; -list sunt aranjate circumferential. Structura terțiară a proteinelor este determinată prin analiza cu raze X.
O clasă importantă de proteine fibrilare polimerice cuprind proteine, dintre care cel mai renumit este colagen.
În lumea animală ca structurant polimer de referință normal ies în afară de proteine. Acești polimeri sunt construite din 20 # 945; aminoacizi. resturile de aminoacizi din proteina macromolecula legate prin legături peptidice care rezultă din reacția grupărilor carboxil și amino.
Valoarea de proteine în natură nu poate fi supraestimată. Acest material de construcție a organismelor vii, biocatalizatori - enzime, asigurând desfășurarea reacțiilor în celule și enzime care stimulează anumite reacții biochimice adică prevede biocataliză selectiv. muschii, păr, piele, compus din proteine fibroase. proteină din sânge, o parte a hemoglobinei, favorizeaza absorbtia oxigenului din aer, o alta proteina - Insulina - responsabil pentru scindarea zahărului în organism și, în consecință, pentru alimentarea cu energie. Greutatea moleculară a proteinelor variază în limite largi. Astfel, insulina. - prima dintre proteinele a căror structură a fost posibil să se stabilească în 1953 F. Sanger g conține aproximativ 60 de unități de aminoacizi, iar greutatea sa moleculară este de numai 12 000. Până în prezent, a identificat mai multe mii de molecule de proteine, greutatea moleculară a unora dintre ele ajunge la 106 și mai mult.
Structura primară a ADN-ului - este o secvență liniară de nucleotide dintr-un lanț. De obicei secvența scrisă sub formă de litere (de exemplu AGTCATGCCAG), înregistrarea în plus este realizată cu 5'- la capătul 3 'al lanțului.
Structura secundară - o structură formată datorită necovalente interacțiuni nucleotide (mai multe baze azotate) unul de altul, stivuire și legarea hidrogenului. Dublu helix a ADN-ului este un exemplu clasic al structurii secundare. Acesta este cel mai frecvent în natură, sub formă de ADN, care este format din două lanțuri polinucleotidice complementare antiparalelnyh. Antiparalel realizat datorită polarității fiecăruia dintre lanțurile. Sub complementaritate fiecare dintre ele se potrivesc dau seama azotate lanturi ADN altă bază de baze lanț strict definite (opuse A este T, iar opusul G este C). ADN-ul este reținut în dublu helix datorită împerecherea bazelor complementare - formarea de legături de hidrogen, două într-o pereche de A-T și trei perechi G-C.
In 1868, cercetătorul elvețian Friedrich Miescher izolat din nuclee de celule de substanță care conține fosfor, care a numit nukleina. Mai târziu, acest lucru și similare substanțe sunt numite acizi nucleici. Greutatea lor moleculară poate fi de până la 109, dar, de obicei, variază de 105-106. Materiile prime, care sunt construite din nucleotide - unități macromoleculelor de acizi nucleici sunt: glucide, acid fosforic, bazele purinice și pirimidinice. Intr-un grup de acizi carbohidrat acționează riboza în celălalt - deoxiriboză
În conformitate cu natura carbohidrat incluse în compoziția lor, acidul nucleic numit ribonucleic și acizi dezoxiribonucleici. Frecvent abrevieri folosite sunt ARN și ADN. Acizii nucleici joacă un rol mai responsabil în procesele de viață. Cu ajutorul lor rezolva două probleme majore: stocarea și transmiterea informației genetice și sinteza macromoleculelor matricei de ADN, ARN și proteine.
structura 3-dimensională de celuloză
Polizaharidele sintetizate de organisme vii, constau dintr-un număr mare de monozaharide legate prin legături de glicozidă. Adesea, polizaharide sunt insolubile în apă. De obicei, aceasta este o moleculă foarte mare, ramificat. Exemple de polizaharide, care sunt sintetizate de organisme vii sunt înlocuirea amidonului de substanțe și glicogen, precum și polizaharide structurale - celuloză și chitină. Deoarece polizaharide sunt compuse din molecule biologice de lungimi diferite, conceptul de structuri secundare și terțiare nu sunt aplicabile polizaharide.
Polizaharidele formate din compuși cu greutate moleculară mică, numite zaharuri sau carbohidrati. molecule de monozaharidă Cyclic se pot lega împreună pentru a forma o așa-numitele legături glicozidice prin condensarea grupărilor hidroxil.
Cele mai comune polizaharide, unități repetitive care sunt reziduuri # 945; -D-glucopiranoză sau derivații săi. Cel mai faimos și larg aplicabilitatea celulozei. Acest pod polizaharid oxigen conectează 1st și 4 atomi de carbon în legăturile adiacente, o astfel de conexiune este numită # 945; -1,4-glicozidică.
Compoziția chimică similară cu celuloza sunt amidon constând din amiloza și amilopectina, glicogen și dextran. Diferența față de prima celuloza ramificare este macromolecular, in care amilopectina si glicogen pot fi atribuite polimeri naturali hiper ramificați, adică Dendrimers structură neregulată. punct de ramificare este în mod tipic un atom de carbon al șaselea # 945; inel-D-glucopiranoză, care este legat printr-o legătură glicozidică cu o catenă laterală. dextran, spre deosebire de celuloză este în natura legăturilor glicozidice - împreună cu # 945; 1,4-dextran conține de asemenea # 945; 1,3 și # 945; obligațiuni -1,6-glicozidice, acesta din urmă fiind dominant.
Compoziția chimică diferită de celuloză, chitină și chitosan au, dar ele sunt similare la aceasta structura. Diferența constă în faptul că al doilea atom de carbon # 945; unități de a-D-glucopiranoză legate # 945; -1,4 glicozidice, grupe OH este înlocuită grupe -NHCH3COO în chitina și chitosanul în grupul -NH2.
Celuloza conținut în scoarță și lemnul copacilor, plantelor codițe bumbac cuprinde 90% celuloza, rasinoase - mai mult de 60%, din lemn tare - aproximativ 40%. Rezistența fibrelor de celuloză, datorită faptului că acestea sunt formate din cristale singulare, în care macromolecula ambalate paralel una cu alta. Celuloza este baza structurală nu numai reprezentanții florei, dar, de asemenea, unele bacterii.
În lumea animală ca referință, care formează structura polimerilor de polizaharide „folosit“ numai insecte și artropode. Cele mai frecvent utilizate în aceste scopuri chitină, care servește pentru a construi așa-numitul schelet extern de crabi, raci, creveți. Se obține prin deacetilare chitină, chitosan, care este în contrast cu chitină insolubil este solubil în soluții apoase de acizi formic, acetic și clorhidric. În acest sens, precum și din cauza unui complex de proprietăți valoroase, combinate cu biocompatibilitate, chitosanul are mari perspective pentru utilizarea practică pe scară largă în viitorul apropiat.
Amidonul este una dintre polizaharide care acționează ca un nutrient de rezervă în plante. Tuberculii, fructele, semințele conțin până la 70% amidon. Stocarea polizaharida animal este glicogen, care se găsește predominant în ficat și mușchi.
De o importanță sunt pentoze arabinoză și polimeri de xiloză care formează polizaharide numite și xilani arabino. Acestea, împreună cu celuloză, determină proprietățile tipice ale lemnului.