- •Основы биологической химии предисловие
- •Введение Предмет и задачи биохимии
- •Основные признаки живой материи
- •Глава 1. Химический состав организмов
- •Глава 2. Структура и свойства белков
- •2.1. Роль и определение белков.
- •2.2. Функции белков в организме
- •2.3. Элементный состав белков. Содержание белков в органах и тканях
- •2.4. Аминокислотный состав белков
- •2.5. Кислотно-основные свойства аминокислот
- •2.6. Стереохимия аминокислот
- •2.7. Строение белков
- •2.8. Уровни структурной организации белков
- •Первичная структура
- •Вторичная структура белков
- •Третичная структура белков
- •Четвертичная структура белков
- •2.9. Физико-химические свойства белков
- •Кислотно-основные свойства белков
- •Растворимость белков
- •Денатурация и ренатурация
- •2.10. Классификация белков
- •2.11. Методы выделения и очистки белков
- •Очистка белков
Глава 2. Структура и свойства белков
2.1. Роль и определение белков.
Белки играют важнейшую роль в построении живой материи и в осуществлении процессов жизнедеятельности. В настоящее время полностью экспериментально доказано широко известное представление Ф.Энгельса о сущности жизни: "Жизнь есть способ существования белковых тел". Никакие другие органические соединения не могут заменить белки по их роли в живых организмах. Белки являются материальным субстратом жизни. Часто встречается название "протеины" для данного класса соединений, которое впервые было введено Берцелиусом в 1838 году и более точно отражает первостепенное биологическое значение этих веществ (термин образован от греческого слова "proteios" - "первый, важнейший"). Но, тем не менее, название "белки" прочно утвердилось и используется в литературе. Такое обозначение (белки), вероятно, принято по аналогии с белком куриного яйца, который при кипячении (денатурации) приобретает белый цвет.
2.2. Функции белков в организме
Сочетание своеобразных химических и физических свойств белков обеспечивает именно этому классу органических соединений центральную роль в явлениях жизни.
Белки имеют следующие биологические свойства, или осуществляют следующие основные функции в живых организмах:
1. Каталитическая функция белков. Все биологические катализаторы - ферменты являются белками. В настоящее время охарактеризовано тысячи ферментов, многие из них выделены в кристаллической форме. Почти все ферменты - мощные катализаторы, повышающие скорости реакций, по крайней мере, в миллион раз. Эта функция белков является уникальной, не свойственной другим полимерным молекулам.
2. Питательная (резервная функция белков). Это, прежде всего белки, предназначенные для питания развивающегося зародыша: казеин молока, овальбумин яиц, запасные белки семян растений. Ряд других белков, несомненно, используется в организме в качестве источника аминокислот, которые, в свою очередь, являются предшественниками биологически активных веществ, регулирующих процесс обмена веществ.
3. Транспортная функция белков. Транспорт многих небольших молекул и ионов осуществляется специфическими белками. Например, дыхательная функция крови, а именно перенос кислорода, выполняется молекулами гемоглобина - белка эритроцитов. В транспорте липидов принимают участие альбумины сыворотки крови. Ряд других сывороточных белков образует комплексы с жирами, медью, железом, тироксином, витамином А и другими соединениями, обеспечивая их доставку в соответствующие органы.
4. Защитная функция белков. Основную функцию защиты выполняет иммуннологическая система, которая обеспечивает синтез специфических защитных белков - антител - в ответ на поступление в организм бактерий, токсинов или вирусов (антигенов). Антитела связывают антигены, взаимодействуя с ними, и тем самым нейтрализуют их биологическое действие и сохраняют нормальное состояние организма. Свертывание белка плазмы крови - фибриногена - и образование сгустка крови, предохраняющего от потери крови при ранениях - еще один пример защитной функции белков.
5. Сократительная функция белков. В акте мышечного сокращения и расслабления участвует множество белков. Главную роль в этих процессах играют актин и миозин - специфические белки мышечной ткани. Сократительная функция присуща также и белкам субклеточных структур, что обеспечивает тончайшие процессы жизнедеятельности клеток,
6. Структурная функция белков. Белки с такой функцией занимают первое место среди других белков тела человека. Широко распространены такие структурные белки, как коллаген в соединительной ткани; кератин в волосах, ногтях, коже; эластин - в сосудистых стенках и др.
7. Гормональная (регуляторная) функция белков. Обмен веществ в организме регулируется разнообразными механизмами. В этой регуляции важное место занимают гормоны, вырабатываемые железами внутренней секреции. Ряд гормонов представлен белками, или полипептидами, например гормоны гипофиза, поджелудочной железы и др.
Это далеко не полный перечень функций- белков, существует еще множество физиологически важных функций белковых молекул.