Тема выступления: «Белки»

Содержание

Историческая справка и теоретическая часть

Белки

Жиры

Углеводы

Практическая часть

Питание подростков

2.2.

«Теоретическая» подгруппа группа №1.

Тема выступления: «Белки»

Историческая справка:

Белок попал в число объектов химических исследований 250 лет тому назад. В 1728 году итальянский учёный Якопо Бартоломео Беккари получил из пшеничной муки первый препарат белкового вещества – клейковины. Он подверг клейковину сухой перегонке и убедился, что продукты такой перегонки были щелочными. Это было первое доказательство единства природы веществ растительного и животного царств. Он опубликовал результаты своей работы в 1745 году, и это была первая статья о белке.

В 1810 году Ж. Гей-Люссак и Л. Тенар впервые определили элементный состав белковых веществ. В 1833 году Ж. Гей-Люссак доказал, что в белках обязательно присутствует азот, а вскоре было показано, что содержание азота в различных белках приблизительно одинаково.

В это же время английский химик Д. Дальтон попытался изобразить первые формулы белковых веществ. Он представлял их довольно просто устроенным веществами, но чтобы подчеркнуть их индивидуальное различие при одинаковом составе, он прибёг к изображению молекул, которые бы сейчас назвали изомерными. Однако понятия изомерии во времена Дальтона ещё не было.

В середине XIX века были разработаны многочисленные методы экстракции белков, очистки и выделения их в растворах нейтральных солей. В 1847 году К. Рейхерт открыл способность белков образовывать кристаллы. В 1836 году Т. Шванн открыл пепсин – фермент, расщепляющий белки. В 1856 году Л. Корвизар открыл ещё один подобный фермент – трипсин. Изучая действия этих ферментов на белки, биохимики пытались разгадать тайну пищеварения.

Аминокислоты в составе белков впервые обнаружил в 1820 году французский химик А. Браконно. Он применил кислотный гидролиз белка и в гидролизате обнаружил сладковатое вещество, названное им глицином. В 1839 году было доказано существование в составе белка лейцина, а в 1849 году Ф.Бопп выделил из белка ещё одну аминокислоту – тирозин.

К концу 80-х гг.XIX века из белковых гидролизаторов было выделено уже 19 аминокислот и стало медленно укрепляться мнение, что сведения о продуктах гидролиза белков несут важную информацию о строении белковой молекулы. Тем не менее, аминокислоты считались обязательным, но неглавным компонентом белка.

В связи с открытиями аминокислот в составе белков французский учёный П. Шютценберже в 70-х гг. XIX века предложил т. н. уреидную теорию строения белка. Согласно ей молекула белка состояла из центрального ядра, роль которого выполняла молекула тирозина, и присоединённых к нему (с замещениями 4 атома водорода)сложных группировок, названных Шютценберже лейцинами. Однако гипотеза было очень слабо подкреплена экспериментально, и дальнейшие исследования показали её несостоятельность.

Оригинальную теорию о строение белка высказал в 80-х гг. XIX века русских биохимик А. Я. Данилевский. Первые из химиков он обратил внимание на возможный полимерный характер строения белковых молекул. Изучая биуретовую реакцию он предложил, что эта реакция связана со структурой перемежающихся атомов углерода и азота.

Немецкий химик Эмиль Фишер, уже прославившийся на весь мир исследованиями пуриновых соединений(алкалоидов группы кофеина) и расшифровкой структуры сахаров, создал пептидную всеобщее признание ещё при его жизни, за что он был удостоен второй в истории химии Нобелевской премии (Первую получил Я. Г. Вант-Гофф).

Немаловажно, что Фишер построил план исследования, резко отличающийся от того, что предпринимался ранее, однако учитывающий все известные на тот момент факты. Прежде всего, он принял как наиболее вероятную гипотезу о том, что белки построены из аминокислот, соединённых амидной связью:

R – CH – NH – CO – CH – R’

| |

HOOC NH2

Такой тип связи Фишер назвал (по аналогии с пептонами) пептидной. Он предложил, что белки представляют собой полимеры аминокислот, соединенных пептидной связью.

Главным доказательством пептидной теории стал синтез модельных пептидов и сопоставление их с пептонами гидролизата белков. Результаты показали, что из белковых гидролизатов выделяются пептиды, идентичные синтезированным.

Говоря о работе Фишера в целом, следует отметить, что сам подход к исследованию был типичен скорее для наступающего XX века – он оперировал широким набором теоретических положений и методических приёмов; его синтеза все менее и менее проходили на искусство, основанное в большей степени на интуиции, чем на точном знании, и приближались к созданию серии точных, почти технологических приемов.

В связи с применением новых физических физико-химических методов исследований в начале 20-х гг.XX в. появились сомнения в том, что молекулы белка представляет длинную полипептидную цепь. К гипотезе о возможности компактной укладки пептидных цепочек относились со скептицизмом. Все это потребовало пересмотра пептидной теории Э. Фишера.

В 20-30-е гг. распространение получила дикетопиперазиновая теория. Согласно ей, центральную роль в построение структуры белка играют дикетопиперазивные кольца, образующиеся при циклизации двух аминокислотных остатков. Также предполагалось, что эти структуры составляют центральное ядро молекулы, к которому присоединены короткие пептиды или аминокислоты. Наиболее убедительные схемы участия дикетопиперазинов в построении структуры белка были представлены Н.Д.Зеленским и учениками Э.Фишера.

Однако попытки синтеза модельных соединений, содержащих дикетопиперазины мало что дали для химии белка; впоследствии восторжествовала пептидная теория,однако эти работы оказали стимулирующее влияние на химию в целом.

После пептидной и декетопиперазиновой теории продолжались попытки доказать существование только пептидных структур в молекуле белка.

К середине XX в. было накоплено достаточно доказательств справедливости пептидной теории, основные её положения были дополнены и уточнены. Поэтому центр исследований белков в XX в. лежал уже в области исследования и поиска методов синтеза белка искусственным путём. Эта задача была успешно решена, были разработаны надёжные методы определения первичной структуры белка – последовательности аминокислот в пептидной цепи, разработаны методы химического (абиогенного) синтеза нерегулярных полипептидов, в том числе методы автоматического синтеза полипептидов. Это позволила уже в 1962 г. крупнейшему английскому химику Ф. Сенгеру расшифровать структуру и синтезировать новую эру в синтезе полипептидов функциональных белков.

Поиск по сайту: