สารชีวโมเลกุล

สารชีวโมเลกุล

สารอินทรีย์ต่างๆ ที่เราได้เรียนมาแล้วนั้น เป็นการศึกษาสารในระดับโมเลกุลขนาดเล็กๆ

เท่านั้น แต่ในชีวิตประจำวันของเรายังมีสารอินทรีย์ที่มีขนาดโมเลกุลใหญ่ที่เรียกว่า สารชีวโมเลกุล

ซึ่งมีความจำเป็นต่อการทำงานของร่างกายอย่างมากมาย สารประกอบที่สำคัญมีสามประเภท ได้แก่

โปรตีน ไขมัน และคาร์โบไฮเดรต

11.1 โปรตีน (protein)

โปรตีนเป็นสารประกอบที่สำคัญที่สุดที่พบในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต มีขนาดโมเลกุลใหญ่และ

ซับซ้อนมาก เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของฮอร์โมน แอนติบอดี กล้ามเนื้อ ประกอบด้วยธาตุที่

สำคัญ 4 ตัว คือ คาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน และไนโตรเจน แต่อาจมีกำมะถัน ฟอสฟอรัสและ

เหล็กเป็นองค์ประกอบอยู่บ้าง โปรตีนเป็นโพลิเมอร์ขนาดใหญ่มีมวลโมเลกุลตั้งแต่ 12,000-1,000,000

ทำให้มีสมบัติเป็นคอลลอยด์ เมื่อแยกสลายโปรตีนจะได้กรดอะมิโน (amino acid) ซึ่งสายโพลิเมอร์

ดังกล่าวเชื่อมกันด้วย พันธะเพพไทด์ (peptide bond)

11.1.1 กรดอะมิโน (amino acid)

กรดอะมิโนเป็นหน่วยเล็กที่สุดเมื่อทำการแยกสลายโปรตีน มีโครงสร้างทั่วไป ดังรูปที่ 11.1

ในกรดอะมิโนจะมีหมู่คาร์บอกซิล (-COOH) ซึ่งเป็นหมู่ที่ให้โปรตอนได้ดี และหมู่อะมิโน

(-NH2) ซึ่งจะรับโปรตอนได้ดีอยู่ภายในโมเลกุลเดียวกัน ในสารละลายที่เป็นกลางทั้งสองหมู่จะอยู่ใน

รูปของ –COO- และ –NH2

+ นั่นคือทำให้กรดอะมิโนมีทั้งประจุบวกและลบอยู่ในตัว เรียกโครงสร้างนี้

ว่า สวิตเตอร์ไอออน (switter ion) ทำให้มันเป็นได้ทั้งกรดและเบส

กรดอะมิโนเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์โปรตีน กรดอะมิโนที่ร่างกายเราไม่สามารถ

สังเคราะห์ได้เองต้องรับจากอาหารที่กินเข้าไป เรียกว่า กรดอะมิโนจำเป็น (essential amino acid) มี 8

ตัว ได้แก่ เมไทโอนีน ทรีโอนีน ไลซีน วาลีน ลิวซีน ไอโซลิวซีน เฟนิลอลานีน และทริปโตเฟนซึ่งส่วนใหญ่จะเป็น α-amino acid

11.1.2 พันธะเพพไทด์ (peptide bond)

พันธะเพพไทด์เป็นพันธะที่เกิดเชื่อมระหว่างหมู่คาร์บอกซิลิก (-COOH) กับหมู่อะมิโน (-

NH2) ของกรดอะมิโนคนละโมเลกุลกัน โดยจะมีน้ำเกิดขึ้นมา 1 โมเลกุล

11.1.3 ปฏิกิริยาเคมีที่ใช้ในการทดสอบโปรตีน

ปฏิกิริยาเคมีที่ใช้ในการทดสอบโปรตีนมีหลายวิธี แต่ที่นิยมคือ การทดสอบไบยูเร็ต (Biuret

test) โดยใช้สารละลายคอปเปอร์ (II) ซัลเฟตเจือจางในเบส ซึ่งจะให้ผลทดสอบบวกกับพันธะเพพ

ไทด์ โดยจะเกิดสีม่วงหรือสีชมพูถ้าเป็นโปรตีน

เซลล์ไฟฟ้า