Ііі. Класифікація білків у більшості випадків білки мають асиметричну форму.

1) Залежно від ступеня асиметрії білки поділяють на:

Глобулярні білки мають кулеподібну або витягнуту еліпсовидну форму. До глобулярних належить більшість білків рос­линних і тваринних тканин, а також білки лімфи, плазми, сироватки крові, травних соків.

Фібрилярні білки мають ниткоподібну форму молекул. Сюди на­лежать білки сполучної тканини, білки волосся, покривних тканин, білки м'язів, фіброїн шовку, фібрин крові та ін.

2) За випадковими ознаками :

1. джерелом виділення, ( рослинні, тваринні, грибні, бактеріальні, вірусні)

2. формою молекул білка, (кулеподібні, видовжені)

3. розчинністю в певних розчинниках,

4. локалізацією у відповідних органах і тканинах,

5. амінокислотним складом та ін.

Проте така класифікація недосконала, оскільки у багатьох випадках до однієї і тієї групи належать зовсім різні білки.

Для класифікації білків часто використовують функціональний принцип,

3) За основними функціями, які вони виконують під час метаболізму.

За цим принципом білки поді­ляють на такі групи:

1. каталітично-активні,

2. білки-гормони,

3. білки-регулятори активності геному,

4. захисні,

5. токсичні,

6. транспортні,

7. мембранні,

8. скоротливі,

9. рецепторні,

10. білки-інгібітори ферментів,

11. білки вірусних оболонок,

12. білки з іншими функціями.

4) За фізико-хімічними властивостями та хімічним складом.

За цими ознаками білки поділяють на дві групи :

А) прості (протеїни) — це білки, до складу яких входять лише залишки амінокислот. Прості білки поділяють на такі класи: альбуміни, глобуліни, протаміни, гістони, проламіни, глутеліни і протеноїди.

а) Альбуміни. Молекулярна маса альбумінів 35—70 тис. Молекули їх мають еліпсовидну форму, яка більш компактна і симетрична, ніж у глобулінів. Альбуміни належать до гідрофільних білків, вони добре розчи­няються у воді і розчинах солей. За хімічним складом альбуміни характеризуються високим вмістом лейцину (15 %), а також значним вмістом сірковмісних амінокис­лот, лізину, аспарагінової і глютамінової кислот і незначним вмістом гліцину. Деякі альбуміни зовсім не містять цієї амінокислоти (альбу­мін сироватки крові).

б) Глобуліни, як і альбуміни, досить розповсюджені у складі тваринних і рослинних тканин. Особливо велика кількість їх входить до складу зерна злаків, насіння соняшника, льону, бавовнику та бобових рослин. Широко відомі, наприклад, такі глобуліни, як фазеолін ква­солі, легумін гороху, гліцидин сої. У тваринних тканинах найбільш розповсюдженими є лактоглобулін молока, фібриноген крові тощо.

Співвідношення між альбуміна­ми і глобулінами в організмі людини і тварин завжди є важливою ха­рактеристикою його фізіологічного стану; воно знаходиться у визна­чених межах і має назву альбумін-глобулінового коефіцієнта. Для здорового організму альбумін-глобуліновий коефіцієнт (А/Г- коефіцієнт) дорівнює 1,7—2,3.

в) Протаміни. Це прості білків з характерним складом амі­нокислот. Вони містять багато діаміномонокарбонових кислот, тому розчини їх мають лужні властивості.

Ці білки добре розчиняються у воді і не осаджуються при кип'ятінні.

Значна кількість протамінів входить до складу паренхіматозних органів та залоз внутрішньої секреції, які містять велику кількість ядерної речовини.

У ядрах протаміни утворюють нуклопротеїдні комплекси. До протамінів належить клумін, що міститься у спермі оселедців. Іншим представником протамінів сальмін, виділений із молоків семги. Він також містить у своєму скла­ді в основному аргінін, пролін, валін, серин і не містить інших амі­нокислот.

г) Гістони, як і протаміни, містяться в паренхіматозних тканинах багатих ядрами,— печінці, селезінці, нирках, зобній залозі. Значна кількість гістонів міститься також у рослинах. Уперше їх було виді­лено у 1910 р. А. Косселем. Гістони теж містять велику кількість діаміномонокарбонових кислот, хоча і менше, ніж протаміни.

Так, до їх складу входить у середньому 26 % аргініну, 8—10 % лізину, що зумовлює лужний характер. Залежно від складу амінокислот (вмісту лізину і гістидину) гістони поділяють на п'ять фракцій.

Основна маса гістонів входить до складу хромосом ядер клітин, утворюючи комплексну сполуку з ДНК — нуклеогістон. Вважають, що гістони відіграють важливу роль у стабілізації структури ДНК. Певну роль дані білки відіграють також у процесах синтезу білків, оскільки вони входять до складу дезоксирибонуклеотидів ядра.

д) Проламіни. Ця група простих білків досить розповсюджена у рос­линному світі. Вони входять до складу насіння злакових культур. Представниками їх є гліадин пшениці, орозеїн рису, гордеїн ячменю, зеїн кукурудзи, авенін вівса тощо. Назва «проламіни» була запропоно­вана в зв'язку з тим, що до їх складу входить значна кількість пролі­ну. Крім проліну проламіни містять також глутамінову кислоту і незначну кількість інших амінокислот. Для проламінів характерним є те, що вони зовсім не містять лізину. Компонентний склад проламінів (гліадину) генетичне детерміно­ваний і визначає сорт рослин.

е) Глутеліни, як і проламіни,— білки рослинного походження, знач­на кількість їх міститься в зелених частинах рослин та насінні. Харак­терною особливістю білків є те, що до їх складу входить велика кіль­кість глутамінової кислоти і лізину. Ці білки погано розчинні у воді і добре розчинні в розбавлених розчинах лугів. Молекулярна маса їх коливається в досить широких межах.

є) Протеїноїди. Ці білки входять до складу тваринних тканин і ви­конують в основному механічну та опірну функції. Вони не розчиня­ються у воді, розчинах солей та розчинах кислот і лугів. Для цих білків характерним є високий вміст сірковмісних амінокислот. Протеїноїди входять до складу білків волосся, рогів, хрящів, покривних тканин. Усі вони відзначаються високою міцністю і еластичністю. Протеїноїди повільно розщеплюються ферментами травного каналу, тому погано засвоюються і сприяють процесам гниття у кишках. До протеноїдів належать фіброїн шовку, кератин, колаген, ела­стин.

Б) складні (протеїди) - складні білки, молекули яких крім залишків амінокислот містять ще й інші компоненти - простетичні групи.

Залежно від хімічної природи простетичної групи складні білки поділяють на нуклеопротеїди, хромопротеїди, металопротеїди, глїкопротеїди, фосфопротеїди і ліпопротеїди.

а) Нуклеопротеїди — це складні білки, простетичною групою яких є нуклеїнові кислоти. Вперше нуклеопротеїди було виділено більше ста років тому Е. Мішером з сперми рейнського лосося. Тепер відомо, що вони входять до складу всіх клітин орг.

Залежно від природи нуклеїнової кислоти нуклеопротеїди поділя­ють на

1. рибонуклеопротеїди (РНП), якщо до їх складу входить РНК,

2. дезоксирибонуклеопротеїди (ДРНП), як­що до їх складу входить ДНК.

Перша група міститься в основному в цитоплазмі, а друга — в ядрі клітин.

У більшості організмів білкова частина нук­леопротеїдів представлена такими простими білками, як гістони або протаміни.

Однак нуклеопротеїди, виділені із рослинних тканин, бактерій і вірусів, характеризуються певним вмістом білків — альбумінів і глобулінів.

Білкова частина з небілковою зв'язані, очевидно, іонним типом зв'язку, який утворюється між катіонними групами білків і аніонними групами нуклеїнових кислот. Найчастіше такі зв'язки виникають між іонізованими залишками фосфорної кислоти нуклеїнових кислот і гуанідиновими угрупованнями аргініну поліпептидного ланцюга білкової молекули.

Співвідношення між білковою і -небілковою частинами коливається в досить широких межах. Вважають, що на білкову частину в нуклеопротеїдах припадає від 30 до 50 %. Нуклеїнова кислота, і білок у нуклеопротеїдах взаємно стабілізуються.

Молекулярна маса нуклеопротеїдів коливається від кількох десятків тисяч до мільйонів. Розчини їх мають високу в'язкість.

Нуклеопротеїди належать до складних білків, які виконують до­сить важливу роль в організмі. Так, з нуклеопротеїдами пов'язані про­цеси росту, розвитку, розмноження, передачі спадкових ознак, біосинтезу білка тощо. Особливо важливе значення в цих процесах мають нуклеїнові кислоти.

Білкова частина нуклеопротеїнів представлена переважно гістонами, протамінами і невеликою кількістю альбумінів, глобулінів та інших білків. Гістони розподіляються на 5 класів, які відрізняються один від одного за розмірами, амінокислотним складом і величиною заряду. Так, розрізняють гістони, багаті на лізин, молекулярна маса яких пересічно становить 20000, і багаті на аргінін (молекулярна маса 15000). Вони позначаються такими символами:

Н1 - багаті на лізин;

Н2А - багаті на аргінін та лізин;

Н2В - помірно багаті на аргінін та лізин;

Н3 - багаті на аргінін;

Н4 - багаті на гліцин та аргінін.

За електрохімічними властивостями гістони належать до білків з різко вираженими основними властивостями. Ізоелектрична точка в різних гістонів коливається в межах 9,5-12,0.

б) Хромопротеїди. До цього класу належать складні білки, які по­будовані з простого білка і забарвленої простетичної групи. Простетичною групою хромопротеїдів є похідні ізоалоксазину (флавінові ферменти), каротину (родопсин), порфірину (гемоглобін, міоглобін, гемінові ферменти — каталаза, пероксидаза, цитохромоксидаза).

Похідне порфірину, що містить магній, утворює зелений пігмент рослин — хлорофіл, який забезпечує процеси фотосинтезу у рослинах.

в) Хромопротеїди — це складні білки, які у складі простетичної групи містять залишки вуглеводів та їх похідних. Ця група білків досить різноманітна за структурою і складом вуглеводних компонен­тів, які входять до складу олігосахаридної частини їх молекул.

Залежно від якісного і кількісного складу вуглеводного компонента усі природні білково-вуглеводні комплекси поділяють на

1. ІСТИННІ, або нейтральні, елікопротеїди

2. і КИСЛІ амінополісахариди (мукопроте­їди).

3. НЕЙТРАЛЬНІ глікопротеїди містять у складі молекул незначну кількість вуглеводів (0,4—5 %), переважно у вигляді аміносахарів і їх похідних і не містять гексуронових кислот і сульфатів.

г) Металопротеїди — це складні білки, до складу простетичної групи яких входять залізо, мідь, кобальт, цинк та інші елементи. Відмінність між метало- і хромопротеїдами полягає в тому, що в металопротеїдах метал сполучається безпосередньо з білком, а в хромопро­теїдах він сполучається з білком через порфіринове ядро, яке входить. до складу простетичної групи хромопротеїдів,чи в іншу групу.

До металопротеїдів належить велика кількість ферментів, які каталізують різні біохімічні процеси в організмі. Це, зокрема, карбоангідраза і карбоксипептидаза (містять у своєму складі атоми цинку), поліфенолоксидаза А (містить мідь) та ін.

До металопротеїдів належить також ферритин — залізовмісний білок, основна кількість якого знаходиться в селезінці, печінці, кістковому мозку. Він є головною резервною формою заліза в організмі.

д) Фосфопротеїди — це складні білки, які містять у вигляді простетичної групи залишки ортофосфорної кислоти, зв'язані з білковою частиною складноефірним зв'язком. Цей зв'язок утворюється між за­лишками фосфорної кислоти і гідроксильними групами оксиамінокислот — серину, треоніну і тирозину.

Наявність залишків фосфорної кислоти надає білкам кислотного характеру. При гідролізі фосфопротеїдів утворюється велика кількість серинфосфатів, оскільки з фосфорною кислотою найчастіше зв’язаний серин;

До фосфопротеїдів належить велика кількість білків організму, які виконують важливі функції,— входять до складу тканин, які убезпечують ріст і розвиток організму, беруть участь в обмінних процесах. Велика кількість фосфопротеїдів входить до складу тканин, які є поживним середовищем для ембріонів і молодих організмів, що характеризуються високою інтенсивністю обміну речовин і швидким ростом. Це, зокрема, білки яйця — овоальбумін, вітелін, вітеленін, фосфовітин, білок молока — казеїн та ін.

е) Ліпопротеїди — білки, до складу простетичної групи яких входять ліпіди та їх похідні (триглїцериди, фосфатиди, холестерин тощо). Найчастіше простетичною групою є нейтральні жири — триацилгліцериди. Ліпопротеїди досить розповсюджені в тканинах: рослин і тварин як складова, частина цитоплазми і клітинних структур. Вони є основою біологічних мембран і різних органів клітини. Ком­плекси білків з ліпідами містяться також у різних рідинах організму — крові, лімфі, а також у нервовій тканині та тканинах внутрішніх органів — нирок, легень, слизовій оболонці шлунка і т. д.

Під час взаємодії білків і ліпідів утворюються такі важливі ком­поненти клітин, як біологічні мембрани (цитоплазматична, мітохондріальна тощо). Взаємодія між білками і ліпідами стабілізується в ос­новному гідрофобними зв'язками, стійкість яких залежить від довжи­ни і структури вуглеводневого радикала ліпідів, температури та інших факторів. На частку ліпідів припадає близько 30 % сухої маси мембрани. Найчастіше до складу мембран входять полярні ліпіди — фосфоліпіди — і серед них особливо фосфатидилхолін; рідко входять до складу мембран нейтральні жири — триацилгліцериди. Кожен тип мембран відрізняється своїм, властивим йому, складом ліпідів.