Какво е биополимер 1
Биополимери - клас полимери се срещат в природата в естествената си форма, част от живи организми, протеини, нуклеинови киселини, полизахариди. Биополимери състоят от същите (или различни) единици - мономери. Мономерите на протеини - аминокиселини, нуклеинови киселини - нуклеотидите в полизахариди - монозахариди.
Има два вида на биополимери - редовни (някои полизахариди) и неправилни (протеини, нуклеинови киселини, някои полизахариди).
Протеините имат няколко нива на организацията - първична, вторична, третична и четвъртична понякога. Първичната структура се определя последователността на мономерите, вторичните уточнява интра- и междумолекулни взаимодействия между мономерите, обикновено чрез водородно свързване. Третичната структура зависи от взаимодействието на вторична структура, кватернерен обикновено формира чрез комбиниране на брой молекули с третична структура.
Вторичната структура на протеините, образуван от взаимодействието на аминокиселините с водородни връзки и хидрофобни взаимодействия. Основните видове вторична структура са
# 945; спирална когато водородни връзки се появяват между аминокиселини в единична верига,
# 946; -list (сгънати слоеве), когато се образуват водородни връзки между различни полипептидни вериги, разположени в различни посоки (антипаралелен
За предвиждане на вторична структура с помощта на компютърни програми.
Третична структура или "сгъване" се образува чрез взаимодействие на вторични структури и stabiliruetsya нековалентни, йонни, водородни връзки и хидрофобни взаимодействия. Протеини изпълнява подобни функции обикновено имат подобен третична структура. Пример за кратно # 946; -barrel (барел), когато # 946; -list са разположени периферно. Третичната структура на протеина се определя чрез рентгенов анализ.
Един важен клас от полимерни фибриларни протеини включват протеини, най-известната от които е колаген.
В животинския свят като референтна полимер градивният обикновено стърчат протеини. Тези полимери са изградени от 20 # 945 аминокиселини. Остатъци от аминокиселини, свързани с пептидни връзки на протеин макромолекула, които са резултат от взаимодействието на карбоксилни и амино групи.
Стойността на протеин в природата не може да се надценява. Този строителен материал на живи организми, биокатализатори - ензими, осигуряващи протичането на реакцията в клетки и ензими, които стимулират някои биохимични реакции, т.е. биокатализата осигурява селективно. Нашата мускулите, косата, кожата, състоящ се от влакнести протеини. Кръв протеин, част от хемоглобин, стимулира усвояването на кислород във въздуха, друг протеин - инсулин - отговорни за разцепването на захар в организма, а оттам и за тяхното енергоснабдяване. Молекулна маса на протеини варира в широки граници. По този начин, инсулин -. Първият от протеини, чиято структура е възможно да се установи в 1953 F. Sanger грама съдържа около 60 аминокиселинни единици, и неговото молекулно тегло е само 12 000. Към днешна дата, идентифицирани няколко хиляди протеинови молекули, молекулното тегло на някои от тях достигне 106 и др.
Първичната структура на ДНК - е линейна последователност от нуклеотиди в верига. Обикновено последователността написана под формата на букви (например AGTCATGCCAG), освен запис се провежда с 5 'към 3'-края на веригата.
Вторична структура - структура, образувана в резултат на не-ковалентни взаимодействия нуклеотиди (повече азотни бази) един към друг, Полагане и водородно свързване. На двойната спирала на ДНК е класически пример на вторична структура. Това е най-често в природата, под формата на ДНК, която се състои от две antiparalelnyh комплементарни полинуклеотидни вериги. Антипарапелни реализира поради полярността на всяка от веригите. Съгласно допълване осъзнават съвпадение всеки един азотни база ДНК вериги друга строго определена верига база (противоположни А е Т, и срещу G е С). ДНК се съхранява в двойна спирала поради комплементарно базово сдвояване - образуване на водородни връзки, две в двойка А-Т и три сдвоен G-C.
През 1868, швейцарски учен Фридрих Miescher изолиран от клетка ядра фосфор-съдържащи вещество, което се нарича nukleina. По-късно, този и други подобни вещества се наричат нуклеинови киселини. Тяхната молекулно тегло може да бъде до 109, но обикновено варира от 105-106. Изходните материали, които са изградени от нуклеотиди - единици макромолекули нуклеинови киселини са: въглехидрати, фосфорна киселина, пуринови и пиримидинови бази. В една група от киселини въглехидрата действа рибоза в другата - деоксирибозата
В съответствие с естеството на въглехидрати, включени в състава, нуклеинова киселина, наречена рибонуклеинова и деоксирибонуклеинови киселини. Често използвани съкращения са РНК и ДНК. Нуклеинови киселини играят по-отговорна роля в жизнените процеси. С тяхна помощ решаване на два основни проблема: за съхранение и предаване на генетична информация и синтеза на матрични макромолекули на ДНК, РНК и протеини.
3-измерна структура на целулоза
Полизахариди синтезирани от живи организми, се състоят от голям брой монозахариди, свързани чрез гликозидни връзки. Често полизахариди са неразтворими във вода. Обикновено това е много голям, разклонена молекула. Примери на полизахариди, които са синтезирани от живи организми са замяна нишесте вещество и гликоген, както и структурни полизахариди - целулоза и хитин. Тъй като полизахариди са съставени от биологични молекули с различни дължини, концепцията на вторични и третични структури не са приложими за полизахариди.
Полизахариди образувани от нискомолекулни съединения, наречени захари или въглехидрати. Цикличните монозахаридни молекули могат да се свързват заедно, за да образуват така наречените гликозидни връзки чрез кондензация на хидроксилни групи.
Най-честите полизахариди, повтарящи се единици, които са остатъци # 945; -D-глюкопираноза или негови производни. Най-известният и широко приложимостта на целулоза. Този полизахарид кислороден мост свързва 1st и 4 въглеродни атоми в съседните връзки, такава връзка се нарича # 945; -1,4-глюкозид.
Химичният състав, подобен на целулоза са нишесте, състояща се от амилоза и амилопектин, гликоген и декстран. Разликата от първото разклонение целулозата е макромолекулен, където амилопектин и гликоген може да се дължи на физически свръхразклонени полимери, т.е. дендримери неправилна структура. клон точка обикновено е шести въглероден атом # 945; -D-глюкопираноза пръстен, който е свързан чрез гликозидна връзка в страничната верига. декстран разлика целулоза е в естеството на гликозидни връзки - заедно с # 945; -1,4-декстран съдържа # 945; 1,3 и # 945; -1,6-глюкозидни връзки, като последната е доминиращ.
Химичният състав различен от целулоза, хитин и хитозан са, но те са сходни с него по структура. Разликата се състои в това, че на втория въглероден атом # 945; D-глюкопиранозни единици, свързани # 945; -1,4 гликозидни връзки, ОН-група се заменя -NHCH3COO групи в хитин и хитозан в групата -NH2.
Целулоза, съдържаща се в кората и дърво на дървета, растения стъбла памук съдържа 90% целулоза, иглолистни дървета - повече от 60%, твърда - около 40%. Силата на целулозни влакна, поради факта, че те са оформени от единични кристали, в който макромолекулата опаковани паралелно една на друга на. Целулозата е структурната основа не само представители на флора, но също и някои бактерии.
В животинския свят като препратка, структурата образуващ полизахаридни полимери "използвани" само насекоми и членестоноги. Най-често използвани за тези цели хитин, който служи за изграждането на така наречените външни скелета на раци, раци, скариди. Получава се от деацетилиране на хитин, хитозан, което е в контраст с неразтворим хитин е разтворим във водни разтвори на мравчена, оцетна и солна киселина. В тази връзка, както и в резултат на комплекс от ценни свойства, съчетани с биосъвместимост, хитозан има големи перспективи за широкото практическо използване в близко бъдеще.
Нишестето е един от полизахариди, които действат като резервен хранителен в растенията. Грудки, плодове, семена съдържат до 70% нишесте. Събиране полизахарид животно е гликоген, който се открива предимно в черния дроб и мускулите.
От значение са пентози арабиноза и ксилоза полимери, които образуват полизахариди наречени и арабино ксилани. Те, заедно с целулоза, определя типичните свойства на дървесината.