Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow География arrow БИОХИМИЯ ЧЕЛОВЕКА
Посмотреть оригинал

Высокомолекулярные соединения и полимеры

Белки относятся к классу высокомолекулярных соединений - полимеров.

По числу атомов, входящих в молекулу, все вещества подразделяют на низкомолекулярные соединения (НМС) и высокомолекулярные соединения (ВМС).

Условно считают, что молекулы НМС содержат не более 1000 атомов.

ВМС - это вещества, молекулы которых состоят из очень большого числа (более 1000) химически связанных атомов. Такие молекулы называют макромолекулами. Их молярные массы находятся в пределах 104— 106 г/моль.

Полимеры - это ВМС, молекулы которых представляют собой длинные цепи химически связанных небольших молекул - мономерных звеньев (М).

Мономерное звено М - повторяющаяся структурная единица полимерной цепи:

где М повторяется п раз. Например, в полиэтилене мономерным звеном М является группа атомов -СН2-СН2-. Соответственно формула строения макромолекулы полиэтилена запишется в виде

Очевидно, что полиэтилен является высокомолекулярным гомологом непредельных углеводородов. Полимеры образуются в ходе реакции полимеризации - последовательного соединения мономерных звеньев в полимерную цепь. В растительных и животных организмах при этом образуются природные (нативные) биополимеры: крахмал, белки, нуклеиновые кислоты. В лаборатории полимеризацией получают синтетические полимеры. К этому классу относятся полибутадиены (каучук), полиэтилен, поливинилхлорид, полиамиды (капрон).

По пространственной структуре полимеры подразделяют на следующие группы.

Линейные полимеры, например натуральный каучук, желатин, целлюлоза. Представляют собой одиночные цепи мономерных звеньев:

Разветвленные полимеры, в частности крахмал (гликоген):

Лестничные полимеры, к которым относятся некоторые целлюлозные и искусственные волокна:

Сетчатые {сшитые) полимеры, например резины (вулканизированный каучук). Это трехмерные полимеры, звенья которых образуют единую химически связанную пространственную сетку:

По элементам, входящим в главную полимерную цепь, различают также гомо- цепные и гетероцепные полимеры. К гомоцепным относится полиэтилен -(СН2-СН2),,-, к гетероцепным - белки, полиамиды -NH-H-CO-fCbb),,-

Полимеры, содержащие в одной макромолекуле несколько типов мономерных звеньев (-М1-М2-М3-М1-), называются сополимерами. Чередование мономерных звеньев может происходить по-разному. В связи с этим различают регулярные и нерегулярные сополимеры. Целлюлоза представляет собой регулярный сополимер. Белки являются полимерами различных аминокислот, т.е. нерегулярными сополимерами.

Для молекул полимеров (макромолекул) важной характеристикой является гибкость цепи - способность макромолекул изменять пространственную форму путем перехода от одной конформации к другой (конформация от лат. «conformatio» - форма, расположение).

Конформации макромолекул высокомолекулярных соединений ВМС - энергетически равноценные пространственные формы, возникающие при повороте мономерных звеньев полимерных цепей без разрыва химической связи.

Например, молекула ВМС может переходить из сложенной в вытянутую конформацию:

Глобула ВМС (г - радиус сферы, описывающей глобулу)

Рис. 2.1. Глобула ВМС (г0 - радиус сферы, описывающей глобулу)

Вследствие теплового движения звеньев наиболее вероятной конформацией молекулы ВМС является клубок, или глобула (от лат. «globulus» - шарик).

На рис. 2.1 представлена глобула ВМС. Линии химических связей напоминают путь частиц при броуновском движении.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы