Белки. Их строение, функции, свойства
Êëàññèôèêàöèÿ
áåëêîâ
Ñëîæíîñòü
ñòðîåíèÿ
áåëêîâûõ
ìîëåêóë, ÷ðåçâû÷àéíîå
ðàçíîîáðàçèå
âûïîëíÿåìûõ
èìè ôóíêöèé
çàòðóäíÿþò
ñîçäàíèå
åäèíîé è ÷åòêîé
èõ
êëàññèôèêàöèè,
õîòÿ ïîïûòêè
ñäåëàòü ýòî
ïðåäïðèíèìàëèñü
íåîäíîêðàòíî,
íà÷èíàÿ ñ
êîíöà 19 âåêà.
Èñõîäÿ èç
õèìè÷åñêîãî
ñîñòàâà
áåëêè äåëÿò
íà ïðîñòûå è
ñëîæíûå (èíîãäà
èõ íàçûâàþò ïðîòåèäàìè
). Ìîëåêóëû
ïåðâûõ
ñîñòîÿò
òîëüêî èç
àìèíîêèñëîò.
 ñîñòàâå æå
ñëîæíûõ
áåëêîâ
ïîìèìî
ñîáñòâåííî
ïîëèïåïòèäíîé
öåïè
èìåþòñÿ
íåáåëêîâûå
êîìïîíåíòû,
ïðåäñòàâëåííûå
óãëåâîäàìè (ãëèêîïðîòåèäû),
ëèïèäàìè (ëèïîïðîòåèäû),
íóêëåèíîâûìè
êèñëîòû (íóêëåîïðîòåèäû),
èîíàìè
ìåòàëëà (ìåòàëëîïðîòåèäû),
ôîñôàòíîé
ãðóïïîé (ôîñôîïðîòåèäû),
ïèãìåíòàìè (õðîìîïðîòåèäû)
è ò. ä.
Â
çàâèñèìîñòè
îò
âûïîëíÿåìûõ
ôóíêöèé ðàçëè÷àþò
íåñêîëüêî
êëàññîâ
áåëêîâ. Ñàìûé
ìíîãîîáðàçíûé
è íàèáîëåå
ñïåöèàëèçèðîâàííûé
êëàññ
ñîñòàâëÿþò
áåëêè ñ
êàòàëèòè÷åñêîé
ôóíêöèåé —
ôåðìåíòû,
îáëàäàþùèå
ñïîñîáíîñòüþ
óñêîðÿòü
õèìè÷åñêèå
ðåàêöèè,
ïðîòåêàþùèå
â æèâûõ
îðãàíèçìàõ.
 ýòîì
êà÷åñòâå
áåëêè ó÷àñòâóþò
âî âñåõ
ïðîöåññàõ
ñèíòåçà è
ðàñïàäà
ðàçëè÷íûõ
ñîåäèíåíèè
â õîäå
îáìåíà âåùåñòâ,
â
áèîñèíòåçå
áåëêîâ è
íóêëåèíîâûõ
êèñëîò,
ðåãóëÿöèè
ðàçâèòèÿ è
äèôôåðåíöèðîâêè
êëåòîê.
Òðàíñïîðòíûå
áåëêè îáëàäàþò
ñïîñîáíîñòüþ
èçáèðàòåëüíî
ñâÿçûâàòü
æèðíûå
êèñëîòû, ãîðìîíû
è äðóãèå
îðãàíè÷åñêèå
è íåîðãàíè÷åñêèå
ñîåäèíåíèÿ
è èîíû, à
çàòåì
ïåðåíîñèòü
èõ ñ òîêîì
êðîâè è
ëèìôû â
íóæíîå ìåñòî
(íàïðèìåð,
ãåìîãëîáèí
ó÷àñòâóåò â
ïåðåíîñå
êèñëîðîäà îò
ëåãêèõ êî
âñåì
êëåòêàì îðãàíèçìà).
Òðàíñïîðòíûå
áåëêè
îñóùåñòâëÿþò
òàêæå àêòèâíûé
òðàíñïîðò
÷åðåç áèîëîãè÷åñêèå
ìåìáðàíûèîíîâ,
ëèïèäîâ,
ñàõàðîâ è
àìèíîêèñëîò.
Ñòðóêòóðíûå
áåëêè
âûïîëíÿþò
îïîðíóþ èëè
çàùèòíóþ
ôóíêöèþ; îíè
ó÷àñòâóþò â
ôîðìèðîâàíèè
êëåòî÷íîãî ñêåëåòà.
Íàèáîëåå
ðàñïðîñòðàíåíû
ñðåäè íèõ
êîëëàãåí
ñîåäèíèòåëüíîé
òêàíè, êåðàòèí
âîëîñ,
íîãòåé è
ïåðüåâ,
ýëàñòèí
êëåòîê
ñîñóäîâ è
ìíîãèå
äðóãèå. Â
êîìïëåêñå ñ ëèïèäàìè
îíè ÿâëÿþòñÿ
ñòðóêòóðíîé
îñíîâîé
êëåòî÷íûõ è
âíóòðèêëåòî÷íûõ
ìåìáðàí. Ðÿä
áåëêîâ
âûïîëíÿåò
çàùèòíóþ
ôóíêöèþ.
Íàïðèìåð,
èììóíîãëîáóëèíû
(àíòèòåëà)
ïîçâîíî÷íûõ,
îáëàäàÿ
ñïîñîáíîñòüþ
ñâÿçûâàòü
÷óæåðîäíûå
ïàòîãåííûå
ìèêðîîðãàíèçìû
è âåùåñòâà,
íåéòðàëèçóþò
èõ
áîëåçíåòâîðíîå
âîçäåéñòâèå
íà îðãàíèçì,
ïðåïÿòñòâóåò
ðàçìíîæåíèþ
ðàêîâûõ
êëåòîê.
Ôèáðèíîãåí
è òðîìáèí
ó÷àñòâóþò â
ïðîöåññå
ñâåðòûâàíèÿ
êðîâè.
Ìíîãèå
âåùåñòâà
áåëêîâîé
ïðèðîäû,
âûäåëÿåìûå
áàêòåðèÿìè,
à òàêæå êîìïîíåíòû
ÿäîâ çìåé è
íåêîòîðûõ
áåñïîçâîíî÷íûõ
îòíîñÿòñÿ ê
÷èñëó òîêñèíîâ.
Íåêîòîðûå
áåëêè
(ðåãóëÿòîðíûå)
ó÷àñòâóþò â
ðåãóëÿöèè
ôèçèîëîãè÷åñêîé
àêòèâíîñòè
îðãàíèçìà â
öåëîì, îòäåëüíûõ
îðãàíîâ,
êëåòîê èëè
ïðîöåññîâ.
Îíè êîíòðîëèðóþò
òðàíñêðèïöèþãåíîâ
è ñèíòåç
áåëêà; ê èõ
÷èñëó
îòíîñÿòñÿ
ïåïòèäíî-áåëêîâûå
ãîðìîíû, ñåêðåòèðóåìûå
ýíäîêðèííûìè
æåëåçàìè.
Çàïàñíûå
áåëêè ñåìÿí
îáåñïå÷èâàþò
ïèòàòåëüíûìè
âåùåñòâàìè
íà÷àëüíûå
ýòàïû
ðàçâèòèÿ
çàðîäûøà. Ê
íèì îòíîñÿò
òàêæå êàçåèíìîëîêà,
àëüáóìèíÿè÷íîãî
áåëêà (îâàëüáóìèí)
è ìíîãèå
äðóãèå.
Áëàãîäàðÿ áåëêàì
ìûøå÷íûå
êëåòêè
ïðèîáðåòàþò
ñïîñîáíîñòü
ñîêðàùàòüñÿ
è â êîíå÷íîì
èòîãå îáåñïå÷èâàòü
äâèæåíèÿ
îðãàíèçìà.
Ïðèìåðîì
òàêèõ
ñîêðàòèòåëüíûõ
áåëêîâ
ìîãóò ñëóæèòü
àêòèíè
ìèîçèíñêåëåòíûõ
ìûøö, à òàêæå
òóáóëèí,
ÿâëÿþùèåñÿ
êîìïîíåíòîì
ðåñíè÷åêè
æãóòèêîâîäíîêëåòî÷íûõ
îðãàíèçìîâ;
îíè æå
îáåñïå÷èâàþò
ðàñõîæäåíèå
õðîìîñîì ïðè
äåëåíèè
êëåòîê.
Áåëêè-ðåöåïòîðû
ÿâëÿþòñÿ
ìèøåíüþ
äåéñòâèÿ
ãîðìîíîâ è
äðóãèõ
áèîëîãè÷åñêè
àêòèâíûõ
ñîåäèíåíèé.
Ñ èõ ïîìîùüþ
êëåòêîé
âîñïðèíèìàåòñÿ
èíôîðìàöèÿ î
ñîñòîÿíèè
âíåøíåé
ñðåäû. Îíè
èãðàþò
âàæíóþ ðîëü â
ïåðåäà÷å
íåðâíîãî
âîçáóæäåíèÿ
è â îðèåíòèðîâàííîì
äâèæåíèè
êëåòêè (õåìîòàêñèñå).
Ïðåîáðàçîâàíèå
è
óòèëèçàöèÿ
ýíåðãèè, ïîñòóïàþùåé
â îðãàíèçì ñ
ïèùåé, à
òàêæå ýíåðãèè
ñîëíå÷íîãî
èçëó÷åíèÿ
òîæå ïðîèñõîäèò
ïðè ó÷àñòèè
áåëêîâ
áèîýíåðãåòè÷åñêîé
ñèñòåìû
(íàïðèìåð,
çðèòåëüíîãî
ïèãìåíòà ðîäîïñèíà,
öèòîõðîìîâ
äûõàòåëüíîé
öåïè; ñì. Áèîýíåðãåòèêà).
Ñóùåñòâóåò
òàêæå
ìíîæåñòâî
áåëêîâ ñ äðóãèìè,
ïîðîé
äîâîëüíî
íåîáû÷íûìè
ôóíêöèÿìè
(íàïðèìåð, â
ïëàçìå êðîâè
íåêîòîðûõ
àíòàðêòè÷åñêèõ
ðûá
ñîäåðæàòñÿ
áåëêè,
îáëàäàþùèå
ñâîéñòâàìè àíòèôðèçà).
Áèîñèíòåç
áåëêà
Âñÿ
èíôîðìàöèÿ î
ñòðóêòóðå
òîãî èëè
èíîãî áåëêà
«õðàíèòñÿ» â
ñîîòâåòñòâóþùèõ
ãåíàõ â âèäå
ïîñëåäîâàòåëüíîñòè
íóêëåîòèäîâ
è ðåàëèçóåòñÿ
â ïðîöåññå
ìàòðè÷íîãî
ñèíòåçà.
Ñíà÷àëà
èíôîðìàöèÿ
ñ ïîìîùüþ
ôåðìåíòà
ÄÍÊ-çàâèñèìîé
ÐÍÊ-ïîëèìåðàçû
ïåðåäàåòñÿ
(ñ÷èòûâàåòñÿ)
ñ ìîëåêóëû
ÄÍÊ íà
ìàòðè÷íóþ
ÐÍÊ (ìÐÍÊ), à
çàòåì â
ðèáîñîìå íà
ìÐÍÊ, êàê íà
ìàòðèöå â
ñîîòâåòñòâèè
ñ
ãåíåòè÷åñêèì
êîäîì ïðè
ó÷àñòèè
òðàíñïîðòíûõ
ÐÍÊ,
äîñòàâëÿþùèõ
àìèíîêèñëîòû,
ïðîèñõîäèò
ôîðìèðîâàíèå
ïîëèïåïòèäíîé
öåïè (ñì. Òðàíñëÿöèÿ).
Âûõîäÿùèå
èç ðèáîcoìû
ñèíòåçèðîâàííûå
ïîëèïåïòèäíûå
öåïè,
ñàìîïðîèçâîëüíî
ñâîðà÷èâàÿñü,
ïðèíèìàþò
ñâîéñòâåííóþ
äàííîìó
áåëêó
êîíôîðìàöèþ
è ìîãóò
ïîäâåðãàòüñÿ
ïîñòòðàíñëÿöèîííîé
ìîäèôèêàöèè.
Ìîäèôèêàöèÿì
ìîãóò
ïîäâåðãàòüñÿ
áîêîâûå öåïè
îòäåëüíûõ
àìèíîêèñëîò
(ãèäðîêñèëèðîâàíèþ,
ôîñôîðèëèðîâàíèþ
è ò. ä.). Èìåííî
ïîýòîìó â
êîëëàãåíå,
íàïðèìåð,
âñòðå÷àåòñÿ
ãèäðîêñèïðîëèí
è ãèäðîêñèëèçèí
(ñì. Àìèíîêèñëîòû).
Ìîäèôèêàöèÿ
ìîæåò
ñîïðîâîæäàòüñÿ
è ðàçðûâîì
ïîëèïåïòèäíûõ
ñâÿçåé.
Òàêèì ïóòåì, íàïðèìåð,
ïðîèñõîäèò
îáðàçîâàíèå
àêòèâíîé
ìîëåêóëû
èíñóëèíà,
ñîñòîÿùåãî
èç äâóõ
öåïåé,
ñîåäèíåííûõ
äèñóëüôèäíûìè
ñâÿçÿìè.
Çíà÷åíèå
áåëêîâ â
ïèòàíèè
Áåëêè
ÿâëÿþòñÿ
âàæíåéøèìè
êîìïîíåíòàìè
ïèùè
æèâîòíûõ è
÷åëîâåêà.
Ïèùåâàÿ
öåííîñòü
áåëêîâ
îïðåäåëÿåòñÿ
ñîäåðæàíèåì
â íèõ
íåçàìåíèìûõ
àìèíîêèñëîò,
êîòîðûå â
ñàìîì
îðãàíèçìå
íå îáðàçóþòñÿ.
 ýòîì
îòíîøåíèè
ðàñòèòåëüíûå
áåëêè ìåíåå
öåííû, ÷åì
æèâîòíûå:
îíè áåäíåå
ëèçèíîì,
ìåòèîíèíîì
è
òðèïòîôàíîì,
òðóäíåå
ïåðåâàðèâàþòñÿ
â
æåëóäî÷íî-êèøå÷íîì
òðàêòå.
Îòñóòñòâèå
íåçàìåíèìûõ
àìèíîêèñëîò
â ïèùå ïðèâîäèò
ê òÿæåëûì
íàðóøåíèÿì
àçîòèñòîãî
îáìåíà. Â
ïðîöåññå
ïèùåâàðåíèÿ
áåëêè ðàñùåïëÿþòñÿ
äî
ñâîáîäíûõ
àìèíîêèñëîò,
êîòîðûå
ïîñëå âñàñûâàíèÿ
â êèøå÷íèêå
ïîñòóïàþò â
êðîâü è
ðàçíîñÿòñÿ
êî âñåì
êëåòêàì.
×àñòü èç íèõ
ðàñïàäàåòñÿ
äî ïðîñòûõ
ñîåäèíåíèé
ñ
âûäåëåíèåì
ýíåðãèè,
èñïîëüçóåìîé
íà ðàçíûå
íóæäû êëåòêîé,
à ÷àñòü èäåò
íà ñèíòåç
íîâûõ
áåëêîâ, ñâîéñòâåííûõ
äàííîìó
îðãàíèçìó.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6
|