Оценку степени гидрофобности того или иного радикала в молекуле аминокислоты производят по разности свободных энергий растворения данной аминокислоты в воде и 6М этаноле. Так, величина разностей свободных энергий для аланина составляет примерно 798 Дж/моль, для лейцина — 1722 Дж/моль; фенилаланин за счет наличия ароматического кольца обладает высокой гидрофобностью и разность свободных энергий для него равна 2268 Дж/моль. Наиболее гидрофобен триптофан, разность свободных энергий для него составляет порядка 3444 Дж/моль.

Полипептидные цепи различных белков построены из отдельных аминокислот, соединенных друг с другом пептидными связями, которые возникают между СООН- и NН2-группами соседних аминокислот.

Молекулярная масса белков определяется числом аминокислотных остатков (средняя молекулярная масса порядка 115). Если учесть, что в состав белков биомембран входит 100—500 аминокислот, то молекулярная масса этих белков изменяется в пределах 10 000—50 000 дальтон. Белки различаются не только аминокислотным составом, но и порядком следования аминокислотных остатков друг за другом в полипептидной цепи, т. е. так называемой первичной структурой белка. Первичная структура белка определяет его физико-химические свойства и функциональную активность.

Мембранные белки, в отличие от водорастворимых, располагаются либо на поверхности мембран, либо погружаются в толщу гидрофобного слоя. Возможен и такой вариант, когда белок как бы прошивает мембрану насквозь, так что часть молекулы белка находится в мембране, а часть — в водной фазе. Одной из особенностей взаимодействия с гидрофобными областями липидов, является повышенное содержание гидрофобных остатков аминокислот по сравнению с гидрофильными.

Регулярные структуры, возникающие в полипептидной цепи при образовании водородных связей между СО- и NH2-группами соседних аминокислот называются вторичными структурами.

Полипептидная цепь может иметь вторичную структуру типа а-спирали и типа Р-структуры (так называемый складчатый листок). а-Спираль в белке удовлетворяет следующим требованиям: 1) пептидная связь С—N является планарной (так же как и двойная связь); 2) водородные связи образуются только между группами С=0 и N—Н. Если сравнить аминокислотный остаток с одной ступенькой, высота которой равна 0,15 нм, то один виток спирали содержит 3,6 таких ступенек.

В отличии от а-спирали, образованной единой полипептидпой цепью, Р-структура образуется водородными связями, возникающими между двумя полипептидными цепями или между несколькими участками одной полипептидной цепи, которые удалены друг от друга не более чем на 0,47 нм. Первая из них образована вытянутыми полипептидными цепями, расположенными на расстоянии 0,47 нм друг на друга, аминокислотные последовательности которых (от NH2 — конца к СООН — концу) направлены в противоположные стороны. Вторая — с одинаково направленными полипептидными цепями. Расстояние между повторяющимися единицами в полипептидной цепи равно 0,33 нм.

- Читать далее "Вторичная структура белков. Организация полипептидной цепи"