1.3. Свойства белков

Физико-химические свойства белков зависят, главным образом, от боковых радикалов аминокислотных остатков. Различают химические, физические и биологические свойства белков.

Физические свойства белков. Белки – кристаллические вещества, как правило, белого цвета, имеющие большую молекулярную массу – от 6 000 до нескольких сотен Да. Благодаря большим размерам молекул белки образуют в воде коллоидные растворы. Растворимость белков определяется их аминокислотным составом, особенностями организации молекулы и свойствами растворителя. Например, альбумины растворимы в воде и в слабых растворах солей, а коллаген и кератины нерастворимы в большинстве растворителей. Стабильность растворам белков придают заряд белковой молекулы и её гидратная оболочка pH-среды влияет на заряд белка, а, следовательно, и на его растворимость. В изоэлектрической точке растворимость белка наименьшая.

Белки способны адсорбировать на своей поверхности низкомолекулярные биологические соединения и неорганические ионы. Это свойство предопределяет транспортные функции отдельных белков.

Химические свойства белков исключительно разнообразны, поскольку боковые радикалы аминокислотных остатков содержат различные функциональные группы (– NH₂, – COOH, – OH, – SH и др.). Характерной для белков реакцией является гидролиз пептидных солей. Благодаря наличию и амино-, и карбоксильных групп белки обладают амфотерными свойствами.

Биологические свойства белков – это ничто иное, как функции белков в организме.

Классификация белков в организме

Ввиду огромного числа белков, функционирующих в живых организмах, не существует единой их классификации. В настоящий момент действует несколько классификаций; в основу каждой из них положен какой-либо признак.

По степени сложности строения белки делят на простые и сложные. Простые или однокомпонентные белки состоят только из белковой части и при гидролизе дают аминокислоты. К сложным или двухкомпонентным относят белки, в состав которых входит протеин и добавочная группа небелковой природы, называемая простетической. В качестве простетической группы могут выступать липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты; соответственно сложные белки называют липопротеинами, гликопротеинами, нуклеопротеинами.

По форме белковой молекулы белки разделяют на фибриллярные (волокнистые) и глобулярные (корпускулярные). Фибриллярные белки характеризуются высоким отношением их длины к диаметру. Их молекулы нитевидны и обычно собраны в пучки, которые образуют волокна. Фибриллярные являются главными компонентами наружного слоя кожи, образуя защитные покровы тела человека, участвуют в образовании соединительной ткани.

Подавляющее количество природных белков относится к глобулярным. Для глобулярных белков характерно небольшое отношение длины к диаметру молекулы (несколько единиц). Имея более сложную конформацию, глобулярные белки выполняют и более разнообразные, по сравнению с фибриллярными белками, функции.

По отношению к условно выбранным растворителям выделяют альбумины и глобулины. Альбумины очень хорошо растворяются в воде и в концентрированных солевых растворах. Для них характерна растворимость в водном растворе сульфата аммония (NH₄)₂SO₄ с концентрацией, превышающей 50% от насыщения белкового раствора.

Глобулины не растворяются в воде и в растворах солей умеренной концентрации. При 50-процентной концентрации сульфата аммония в белковом растворе глобулины полностью выпадают в осадок.

Функциональная классификация белков наиболее удовлетворительная, поскольку в её основу положен не случайный признак, а выполняемая функция. Каталитически активные белки называют ферментами.

Гормоны регулируют обмен веществ внутри клеток и интегрируют обмен в различных клетках организма в целом.

Рецепторы избирательно связывают различные регуляторы (гормоны, медиаторы) на поверхности клеточных мембран.

Транспортные белки осуществляют связывание и транспорт веществ между тканями и через мембраны клетки.

Структурные белки. Прежде всего к этой группе относят белки, участвующие в перестроении различных биологических мембран.

Белки – ингибиторы ферментов составляют многочисленную группу эндогенных ингибиторов. Они осуществляют регуляцию активности ферментов.

Сократительные белки обеспечивают механический процесс сокращения с использованием химической энергии.

Токсичные белки – некоторые белки и пептиды, выделяемые организмами (змеями, пчёлами, микроорганизмами), являющиеся ядовитыми для других живых организмов.

Защитные белки. К этой группе белков принадлежат антитела – вещества белковой природы, вырабатываемые

живым организмом в ответ на введение антигена.

Приведённые выше классы не исчерпывают перечень белков по функциональной классификации.