Белки являются высшей формой организации материи на молекулярном уровне. Не существует ни одного процесса или структуры, в которых не было бы задействовано белков. Их функции разнообразны и в то же время универсальны. Недаром в науке говорят, что жизнь – это способ существования белковых тел.
Состав и строение
Звеньями белков служат аминокислоты, получившие своё название потому, что они состоят из аминогруппы, обусловливающей щелочные свойства, и кислотной группировки.
Существует несколько типов «упаковки» белков в пространстве.
Первичная структура является цепью с определённой последовательностью аминокислот.
В живой клетке белковые молекулы имеют спирализованные участки. Это не что иное как вторичная структура.
Третичная структура – определённым образом уложенная в пространстве нить белка. При этом спираль обычно принимает вид глобы или клубка.
В четвертичную структуру укладываются белки, имеющие две и более различных по первичной структуре цепей.
Функции белков. Таблица
| Функции | Роль |
| строительная | из поступивших извне аминокислот синтезируются присущие данному организму белки |
| структурная | белки служат составляющей всех клеточных органоидов |
| синтезная (каталитическая) | белки выступают ферментами |
| регулирующая (гормональная) | гормоны следят за деятельностью ферментов, контролируют биофизиологические процессы |
| защитная (иммунологическая) | при внедрении в кровь микробов вырабатываются антитела, иммуноглобулины |
| энергетическая | при малом количестве жиров или углеводов разрушаются молекулы белков, выделяя энергию |
| сигнальная (опознавательная) | белки, встроенные на поверхности мембраны, способны менять свою координацию в пространстве в ответ на внешние факторы |
| рецепторная | каждый гормон и физиологически активное соединение имеют свой рецептор |
| транспортная | белки могут прикрепляться к различным веществам и доставлять их из одного отсека клетки в другой |
| двигательная | белки отвечают за сокращение мышц и т.д. миофибриллы – сократительные белки |
| функция образования биокомплексов | биокомплексы регулируют работу внутренних мембран и органелл клетки |
Роль белков для организма человека
Строительная функция. Питательные вещества, поступающие с пищей, не являются идентичными белкам, жирам и углеводам нашего организма.
Таким образом, в организме из внешних аминокислот вновь строятся белки, присущие конкретному организму.
Структурная функция. Частным случаем строительной служит структурная роль белковых веществ. Клеточная стенка и мембрана любого её органоида представляет собой белок с жировыми включениями. Микротрубочки и филаменты, участвующие в расхождении ядер к противоположным полюсам клетки при делении, имеют белковую природу.
Синтезная функция. В любой клетке непрерывно случаются миллионы реакций. Почти все они идут с участием белков (ферментов). Биологические катализаторы – ферменты – в разы ускоряют протекание биореакций.
Все ферменты являются белками. Каждый из них отвечает за протекание строго одного превращения или нескольких реакций одного вида. Например, жиры разлагаются до более простых составляющих – глицерина и высших жирных кислот – особым ферментом, действию которого не подвержены углеводы или белки. В свою очередь, биокатализатор, отвечающий за расщепление сахаров, не воздействует на жиры или белки.
Регулирующая функция. Все физиологически активные вещества чаще всего выступают белками. Так, гормон поджелудочной железы инсулин (представляет собой последовательность 51 аминокислоты) обеспечивает запасание молекул глюкозы в печени в виде полисахарида гликогена, который при углеводном голодании вновь будет расщепляться до молекул глюкозы.
Гормоны несут наиважнейшую функцию, подчиняя себе деятельность ферментов.
Защитная функция. На внедрение вирусов, бактерий и иных чужеродных существ и веществ организм отвечает продукцией защитных белков – антител. Они блокируют чужеродные агенты, подавляя их физиологическую активность.
На каждый токсин организм образует свои антитела.
Среди миллионов чужих белков они узнают нужный и только с ним взаимодействуют. Эта способность лежит в основе иммунитета.
- Защитная функция проявляется и в способности крови к свёртыванию. В этом участвует фибриноген.
- Интерферон вырабатывается в ответ на атаку вирусов.
- Лизоцим слюны защищает от микроорганизмов.
- Иммуноглобулины нейтрализуют вредные воздействия.
Энергетическая функция. Ошибочно мнение, будто углеводы – самые высококалорийные вещества. Они лишь быстрее усваиваются. По энергетической ценности белки им нисколько не уступают.
При горении 1 г белка выделяется такое же количество энергии, как при горении углеводов, т.е. 4,1 ккал (16,1 кДж).
При недостатке углеводов и жиров начинают окисляться молекулы белков, высвобождая заключённую в них энергию химических связей. Вышедшая энергия покрывает расходы на осуществление процессов жизнедеятельности.
Сигнальная функция. Высокая специфичность связывания антител с определённым антигеном (чужеродным веществом) достигается благодаря тому, что на поверхности как антигена, так и антитела располагаются особые белки, которые взаимодействуют только друг с другом.
По этому же принципу молекула гормона «узнаёт» клетку-мишень, осуществляя эндокринный контроль.
Рецепторная функция. Частным случаем предыдущей функции служит рецепторная роль белков. Для того чтобы клетки организма могли «узнать» друг друга или идентифицировать токсин, на их поверхности должны находиться опознавательные молекулы – рецепторы, которые являются белками. На механизме распознавания основано много жизненно важных процессов.
Транспортная функция. Белки, имеющие мелкие подвижные хорошо растворимые молекулы, подходят для осуществления транспорта веществ. Гемоглобин состоит из небелковой части – гема – и белка глобина.
- Гемоглобин доставляет клеткам и тканям кислород.
- Высшие жирные кислоты, витамины, лекарства также переносятся белками.
- Альбумины плазмы крови переносят жировые элементы.
Двигательная функция. Белки с нитеобразными молекулами являются составным компонентом мышц. Они способны удлиняться, укорачиваться и растягиваться и обеспечивают двигательную активность клеток. Так, тропомиозин, тропонин, актин и миозин осуществляют мышечное сокращение. Белки, обеспечивающие расхождение хромосом, также выполняют двигательную роль.
Функция образования биокомплексов. Организм человека – настолько сложная система,что для реализации какого бы то ни было акта необходимо протекание нескольких этапов реакций. За контролем таких многоступенчатых процессов следит не один белок, а целый каскад, где каждый компонент выполняет свою работу и надстройку в том случае, если что-то пошло не так.
2
Оставить комментарий или вопрос