Основы биологической химии предисловие
 Скачать 7.85 Mb.
|
|
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. 2.3. Элементный состав белков. Содержание белков в органах и тканях Белки характеризуются строго определенным элементным составом, который приведен в таблице 1. Кроме перечисленных в таблице элементов, в составе некоторых белков в небольших количествах встречаются Р, Fe, Mn, Mg, I и др. Особенно характерный показатель -процентное содержание азота, оно в большинстве случаев равно 16%. Поэтому по содержанию белкового азота часто определяют содержание белка в кормах и продуктах питания. Для этого величину процентного содержания белкового азота в препаратах умножают на фактор пересчета 6.25 (100:16=6.25). Наиболее богаты белковыми веществами ткани и органы животных. Белки содержатся также в микроорганизмах и растениях. В мышцах, легких, селезенке, почках человека на долю белков приходится более 70-80% сухой массы, а во всем теле человека белки составляют 45% сухой массы (табл.2). В отличие от животных тканей, в растениях содержится значительно меньше белков (табл. 3). Таблица 1. Элементный состав белков
Таблица 2. Содержание белков в органах и тканях человека
Таблица 3.Содержание белков в органах животных и в растениях
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||