Białka to związki organiczne składające się z tlenu, wodoru, węgla, azotu, fosforu, siarki i miedzi. Jednostką budującą białko jest aminokwas. Białko składa się z różnej liczby aminokwasów od kilku ( oligopeptydy) do nawet tysiąca jednostek ( polipeptydy).
Jest tylko dwadzieścia różnych aminokwasów budujących białko. Aminokwasy te różnią się miedzy sobą. Do każdego węgla przyłączone są cztery atomy lub grupy chemiczne. Jedną z nich jest grupa aminowa, a koniec aminokwasu do którego jest przyłączona nazywany jest N- końcem. Drugą ważną grupą aminokwasu jest grupa karboksylowa. Trzecie miejsce przy atomie węgla, zwanym chiralnym, zajmuje wodór. Każdy aminokwas posiada natomiast zupełnie odmienny czwarty podstawnik. To właśnie on decyduje w dużej mierze o pozostałych właściwości aminokwasu.
Aminokwasy łączą się ze sobą poprzez wiązanie peptydowe, które utworzone jest pomiędzy grupą aminową jednego aminokwasu a grupą karboksylową drugiego z aminokwasów.
W zależności od liczby jednostek aminokwasowych polipeptydy dzielimy na oligopeptydy
( do 10 aminokwasów), polipeptydy ( kilkadziesiąt aminokwasów). O białkach mówimy wówczas gdy łańcuch białkowy składa się z ponad stu jednostek aminokwasowych.
Krótkimi białkowymi łańcuchami, w których występuje wiązanie polipeptydowe, są niektóre hormony, takie jak wazopresyna czy oksytocyna. Wiązania peptydowe są płaskie i sztywne, jednakże łańcuch polipeptydowy może się układać w bardzo różny sposób w przestrzeni. Łańcuch polipeptydowy wykonuje bowiem swobodne obroty wokół powstałych wiązań. W obrębie sąsiednich grup rodnikowych poszczególnych aminokwasach mogą powstawać dodatkowe oddziaływania. Najczęściej są to wiązania wodorowe lub powstałe pomiędzy dwoma atomami siarki wiązania disiarczkowe.
Organizacja struktury białka posiada cztery poziomy:
- struktura pierwszorzędowa,
Struktura ta określona jest przez kolejność aminokwasów w łańcuchu peptydowym. Struktura ta jest zdeterminowana i przekazywana genetycznie, dzięki kodowi DNA. Po raz pierwszy udało się określić sekwencję kolejności aminokwasów w insulinie. Kolejność czyli sekwencja aminokwasów decyduje o przestrzennej strukturze polipeptydu.
- struktura drugorzędowa,
Łańcuch polipeptydowy ulega pofałdowaniu i przyjmuje formę helisy albo harmonijki. Helisa powstaje w wyniku zwinięcia łańcucha, w taki sposób że oplata "niewidzialną" kolumnę. Grubość helisy oraz częstość spleceń nie jest wynikiem przypadku . skręcenia powstają w miejscu leżących naprzeciw siebie grup aminowej i karbonylowej, tak aby powstało wiązanie wodorowe.
Na każdy skręt helisy przypada więc cztery peptydowe wiązania.
Struktura harmonijkowa także wykazuje pewną regularność. Wynika ona z także z obecności wodorowych wiązań. Obie struktury występują tylko w niektórych fragmentach cząsteczki białka. W niektórych łańcuchach polipeptydowych występują obie te struktury naraz.
- struktura trzeciorzędowa,
Struktura ta powstaje w wyniku powstawania mostków dwusiarczkowych pomiędzy znajdującymi się w pobliżu aminokwasami. Struktura ta dosyć istotnie wpływa na właściwości białka. Utrzymanie tej struktury umożliwiają różne oddziaływania i ugrupowania boczne. Pomiędzy grupą karboksylową i aminową tworzy się wiązanie jonowe. Pomiędzy bocznymi ugrupowaniami może występować szereg różnych oddziaływań, w tym także oddziaływania Van der Waalsa.
- struktura czwartorzędowa,
Jest to struktura powstająca ze złożenia kilku łańcuchów polipeptydowych ( np. hemoglobina).
Podział białek:
- proteiny, czyli białka proste, utworzone są tylko z aminokwasów ( albuminy, globuliny, histony), należą tu także skleroproteiny, takie jak kolagen czy elastyna, występująca we włosach,
- białka złożone, czyli zawierające oprócz aminokwasów dodatkowe podstawniki.
Do białek złożonych zaliczamy glikoproteiny ( element cukrowy), lipoproteidy ( element tłuszczowy), nukleoproteidy ( element pochodzący od kwasu nukleinowego), metaloproteidy ( oprócz łańcuchów polipeptydowych zawierają jakiś pierwiastek, przykładem może być hemoglobina zawierająca żelazo).
Do zasadniczych funkcji białek zaliczamy:
- rola budulcowa,
- rola zapasowa, szczególnie u roślin,
- rola odpornościowa,
- rola enzymatyczna i katalityczna.
