Ионная связь аминокислот. Дисульфидная связь аминокислот. Водородная связь аминокислот.
При определенных значениях рН кислотные и основные R-группы ионизованы, т. е. несут заряд, кислотные — отрицательный, а основные — положительный. Благодаря этому они могут взаимодействовать друг с другом, в результате чего возникает ионная связь.
В водной среде ионные связи значительно слабее ковалентных и могут разрываться при изменении рН среды. Это объясняет, почему при изменении рН может разрушаться структура белка.
Если, например, к молоку добавить кислоту, то молоко свернется: казеин (белок молока) из-за разрыва ионных связей станет нерастворимым.
Дисульфидная связь аминокислот
Молекула аминокислоты цистеина содержит сульфгидрильную (—SH) группу. Когда соединяются две молекулы цистеина, их сульфгидрильные группы, оказавшись по соседству, окисляются и образуют дисульфидную связь.
Дисульфидные связи могут возникать как между разными полипептидными цепями (в молекуле инсулина), так и между различными участками одной и той же полипептидной цепи. В последнем случае именно они вынуждают молекулу определенным образом свертываться, т. е. приобретать свойственную ей форму.
Дисульфидные связи достаточно прочны и разрываются нелегко.
Водородная связь аминокислот
О водородной связи мы уже говорили выше при обсуждении свойств воды. Когда водород входит в состав ОН- или NH-группы, он несет небольшой положительный заряд.
Объясняется это тем, что обобщенные электроны, заряженные отрицательно, притягиваются атомами О или N сильнее, чем атомомводорода. Водород будет поэтому притягиваться оказавшимися с ним по соседству атомами кислорода С=0-групп или атомами азота NH-групп. С=0- и NH-группы регулярно чередуются вдоль полипептидной цепи, поэтому такие взаимодействия ведут к появлению структур, подобных а-спирали, о которой мы будем говорить ниже.
Водородные связи слабы, но они возникают очень часто, так что общий их вклад в стабильность молекулярной структуры, например в структуру альфа-спирали или белка шелка, весьма значителен.