В чем отличие биополимеров белков от биополимеров углеводов? В чем их сходство?

Коротко: белки и углеводы — оба биополимеры, но «кирпичики», связи, способ сборки и функции у них разные.

Чем отличаются

• Мономеры и состав.
  Белки собраны из 20 (и более редких) аминокислот, содержащих C, H, O, N (часто S).
  Углеводы — из моносахаридов (глюкоза, галактоза и т. п.), в основном C, H, O.

• Тип ковалентной связи.
  В белках — пептидная связь (—CO—NH—).
  В углеводах — гликозидная связь (α- или β-), соединяющая аномерные центры сахаров.

• Архитектура цепей.
  Белки всегда линейные и небраншированные (одна главная цепь; могут быть сшивки между боковыми группами).
  Полисахариды часто разветвлённые (гликоген, амилопектин) или линейные (целлюлоза, амилоза).

• Кодирование и синтез.
  Последовательность белка жёстко задаётся матрицей мРНК и собирается рибосомой (темплатно).
  Полисахариды синтезируются гликозилтрансферазами без прямой матрицы: узор звеньев и ветвлений определяется ферментами и донорными сахарами.

• Структурные уровни.
  Белки формируют иерархию: первичная → вторичная (α-спирали, β-листы) → третичная → четвертичная.
  У полисахаридов — укладки волокон/мицелл (например, микрофибриллы целлюлозы), но нет аналогов «вторичной/третичной» в белковом смысле.

• Функциональная «информационность».
  Последовательность аминокислот несёт богатую информацию → каталитическая активность, специфические сайты связывания.
  Полисахариды чаще «материальные»/энергетические; их информация — в типе связи (α/β), длине и ветвлениях, реже — в точной последовательности.

• Функции в клетке.
  Белки: ферменты, моторы, рецепторы, переносчики, регуляторы, структурные каркасы (кератин, коллаген).
  Углеводы: запас энергии (крахмал, гликоген), структурная роль (целлюлоза, хитин), распознавание на поверхности клеток (олигосахаридные «ярлыки» гликоконъюгатов).

• Физико-химические свойства.
  Белки амфотерны, зависят от pH, склонны к денатурации (теряют структуру без разрыва пептидных связей).
  Полисахариды более устойчивы к денатурации, но их свойства сильно зависят от типа гликозидных связей (β-1→4 целлюлозы — жёсткие волокна; α-1→4/1→6 крахмала — гранулы, набухание).

• Деградация.
  Белки расщепляют протеазы/пептидазы.
  Полисахариды — гидролазы типа амилаз, целлюлаз, хитинилаз; специфичность часто к типу связи (α vs β).

• Концы цепи.
  Белки имеют направления N-конец → C-конец.
  Полисахариды — восстанавливающий и невосстанавливающие концы; при ветвлении — много невосстанавливающих концов (ускоренный синтез/распад).

В чём сходство

• Оба — макромолекулы-полимеры, образуются реакциями конденсации (удаление воды при формировании связи).

• И те и другие могут образовывать упорядоченные высокоуровневые структуры (укладки, волокна, комплексы) через водородные связи, гидрофобные и ионные взаимодействия.

• Участвуют в создании композитов: гликопротеины, протеогликаны, пептидогликаны — когда белковая и углеводная части функционально связаны.

• Оба класса могут служить структурными элементами (белковые волокна; целлюлоза/хитин) и субстратом для энергетического метаболизма (окисление аминокислот/сахаров).

• Их свойства определяются последовательностью звеньев и пространственной организацией, а активность ферментов по их синтезу/распаду — строго специфична.

Если свести к одной фразе: белки — это «темплатно собранные» линейные полимеры аминокислот с богатой трёхмерной функциональностью (в первую очередь катализ и регуляция), углеводы — «энзимно узорчатые» (часто ветвлённые) полимеры сахаров, оптимизированные под запас, структуру и распознавание; объединяет их полимерная природа и принципы сборки через конденсацию и нековалентное упорядочение.