Биологические макромолекулы: учебное руководство

Главные идеи

Биологические макромолекулы — это полимеры, построенные из малых мономеров реакциями конденсации. Знание того, какой мономер, какая связь и какая проба относятся к каждому классу, отвечает на большинство вопросов, а несколько правил подсчёта — на остальные.

• Полисахариды строятся из моносахаридов (гликозидные связи), белки — из аминокислот (пептидные связи), нуклеиновые кислоты — из нуклеотидов (фосфодиэфирные связи), а триглицериды — из глицерина и трёх жирных кислот (сложноэфирные связи).
• При соединении n мономеров в цепь конденсацией выделяется n − 1 молекул воды. Гидролиз присоединяет воду и снова разрывает связи.
• Правила подсчёта: k видов мономеров дают kⁿ разных цепей длиной n, а пары A–T имеют 2 водородные связи, G–C — 3.
• Проба Бенедикта положительна для редуцирующих сахаров (глюкоза, фруктоза, мальтоза, лактоза), но не для сахарозы, крахмала и целлюлозы.

Основные формулы

• peptides of length n from k kinds = kⁿ
• mass ≈ 110n + 18 Da
• H-bonds = 2 × (A–T) + 3 × (G–C)
• saturated fatty acid CₙH₂ₙO₂
• water released = n − 1

Разобранный пример

Фрагмент ДНК с 10 парами A–T и 10 парами G–C содержит 2 × 10 + 3 × 10 = 50 водородных связей. При соединении 10 аминокислот в пептид выделяется 9 молекул воды, а цепь из 4 нуклеотидов можно составить 4⁴ = 256 способами. У жирной кислоты C₁₈ с двумя связями C=C водородов 36 − 4 = 32, как у линолевой кислоты C₁₈H₃₂O₂.

Частые ошибки

• Подсчёт n молекул воды вместо n − 1 для цепи из n мономеров.
• Ожидание положительной пробы Бенедикта у сахарозы. У неё нет свободного аномерного углерода.
• Утверждение, что двойная связь добавляет водороды. Каждая связь C=C убирает два водорода из полностью насыщенной цепи.

Практика

Проверьте себя на тренировочных вопросах по этой теме: Биологические макромолекулы