Белки, их строение и функции.

Белки очень важны для жизни клетки. Они составляют 50-80 % сухого вещества клетки. По химической структуре белки - это полимеры, состоящие из мономеров. Роль мономеров выполняют аминокислоты. В состав белков входит 20 видов аминокислот. Аминокислоты у животных и человека подразделяют на заменимые, которые могут синтезироваться в организме человека, и незаменимые (лизин, валин, лейцин, метионин, триптофан, и др.), которые должны поступать с пищей. Общая формула аминокислоты:

R NH₂ - аминогруппа

| COOH - карбоксильная группа.

COOH СН NH ₂ R - радикал, разный во всех аминокислотах

Аминокислоты соединяются между собой связью CO-NH (ковалентная, пептидная связь), при этом от амино- и карбоксильной группы отщепляется молекула воды: СО[OH + H]NH. Соединения из не­скольких аминокислот называют пептидами. В зависимости от их количества бывают ди-, три- или полипептиды. В состав белков входит 300—500 аминокислотных остатков, есть и более крупные белки. Различия белков определяются не только составом и числом аминокислот, но и последова­тельностью чередования их в полипептидной цепи.

Уровни организации белковых молекул:

1) первичная структура - это последовательность аминокислот в полипептидной цепи. Аминокислоты соединены пептидными связями. Первичная структура специфична для каждого белка и определяется аминокислотной последовательностью, закодированной в ДНК. Замена только одной аминокислоты приводит к изменению функций белка.

2) вторичная структура - это закрученная в спираль полипептидная цепь. Витки спирали удерживаются водородными связями.

3) третичная структура - уложенная в пространстве спираль, образующая глобулу или фибриллу. Белок активен только в виде третичной структуры. Она поддерживается дисульфидными, водородными и ионными связями.

4) четвертичная структура - формируется при объединении нескольких белков, имеющих первичную, вторичную и третичную структуры. Например - белок крови гемоглобин, который состоит из четырех молекул белка глобина и небелковой части.

Белки по строению бывают простые (протеины) и сложные (протеиды). Простые белки состоят только из аминокислот. Сложные имеют в своем составе кроме аминокислот другие химические соединения (например: липопротеиды, гликопротеиды, нуклеопротеиды и др.).

При действии на белок различных химических веществ, высокой температуры происходит разрушение структуры белка. Этот процесс называется денатурацией. Процесс денатурации иногда обратим. Если прекратилось действие фактора, вызвавшего денатурацию, возможно самопроизвольное восстановление структуры белка - ренатурация. Ренатурация возможна, если не разрушилась первичная структура белка.

Функции белков:

1. Строительная функция - белки входят в состав всех клеточных мембран и органоидов клетки.

2. Каталитическая (ферментативная) - белки-ферменты ускоряют химические реакции в клетке.

3. Двигательная (сократительная) - белки участвуют во всех видах движений клетки. Так сокращение мышц обеспечивается сократительными белками: актином и миозином.

4. Транспортная - белки транспортируют химические вещества. Так белок гемоглобин переносит кислород к органам и тканям.

5. Защитная - белки крови антитела (иммуноглобулины) распознают чужеродные для организма вещества и способствуют их уничтожению.

6. Энергетическая - белки являются источником энергии в клетке. При расщеплении 1 грамма белков выделяется 17,6 кДж энергии.

7. Регуляторная - белки участвуют в регуляции обмена веществ в организме (инсулин, гормон роста и др.).

8. Рецепторная - белки лежат в основе работы рецепторов.

9. Запасающая – белки альбумины являются основными резервными белками организма (в яичном белке содержится овальбумин, в молоке - лактальбумин).