Уровни пространственной организации белков. Известно четыре уровня пространственной организации или конформации, белков: первичный, вторичный, третичный и четвертичный (рис. 9.1).
Первичную структуру белков определяет определенная последовательность аминокислотных остатков, соединенных
посредством пептидных связей. Именно первичная структура и определяет свойства и функции той или другой белковой молекулы. Часто молекула белка в виде такой цепи не пригодна для выполнения своего назначения. Для этого она, например, имеет полностью или частично закружиться в спираль, т.е. приобрести вторичной структуры благодаря водородным связям. Такие связи возникают между атомами водорода NH-группы одного витка спирали и кислорода СО-группы другого витка спирали. Хотя эти связи значительно слабее пептидные, однако вместе они формируют достаточно прочную структуру. Третичная структура обусловлена способностью полипептидной спирали закручиваться определенным образом в комок, или глобулу, благодаря связям, которые возникают между остатками аминокислоты цистеина (так называемые дисульфидные связи). Поддержание третичной структуры обеспечивают гидрофобные, электростатические и другие взаимодействия, а также водородные связи (рис. 9.2). Гидрофобные взаимодействия - это силы притяжения между неполярными молекулами или между неполярными участками молекул в водной среде. Гидрофобные остатки всяких аминокислот в водном растворе сближаются, как «слипаются», и стабилизируют структуру белка.
Электростатические связи возникают между отрицательно и положительно заряженными радикалами остатками аминокислот.
Четвертичная структура белков возникает, когда объединяются несколько глобул. Например, молекула гемоглобина состоит из четырех остатков молекул белка миоглобина.
Зависимости от химического состава белки делят на простые и сложные. Простые, или протеины, состоящие только из аминокислотных остатков, а сложные, или протеиды, в молекулах содержат небелковые компоненты - остатки ортофосфатнои и нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, атомы железа, цинка, меди и т.д.. Сложные белки называют гликопротеиды (соединения с углеводами), липопротеидами (с липидами), нуклеопротеидов (с нуклеиновыми кислотами) и т.д.. Многие белки образуют сложные комплексы с пигментами - окрашенными в разные цвета органическими соединениями.