Основные функции белков в клетке
Благодаря сложности, разнообразию форм и состава, белки играют важную роль в жизнедеятельности клетки и организма в целом.
Белок — это отдельный полипептид или агрегат нескольких полипептидов, выполняющий биологическую функцию.
Полипептид — понятие химическое. Белок — понятие биологическое.
В биологии функции белков можно разделить на следующие виды:
1. Строительная функция
Белки участвуют в образовании клеточных и внеклеточных структур. Например:
- кератин – из него состоят волосы, ногти, перья, копыта
- коллаген – главный компонент хрящей и сухожилий;
- эластин (связки);
- белки клеточных мембран (в основном – гликопротеиды)
2. Транспортная функция
Некоторые белки способны присоединять различные вещества и переносить их к различным тканям и органам тела, из одного места клетки в другое. Например:
- липопротеины — отвечает за перенос жира.
- гемоглобин — транспорт кислорода, белок крови гемоглобин присоединяет кислород и транспортирует его от легких ко всем тканям и органам, а от них в легкие переносит углекислый газ;
- гаптоглобин — транспорт гема),
- трансферрин — транспорт железа.
Белки транспортируют в крови катионы кальция, магния, железа, меди и другие ионы.
В состав клеточных мембран входят особые белки, которые обеспечивают активный и строго избирательный перенос некоторых веществ и ионов из клетки во внешнюю среду и обратно. Транспорт веществ через мембраны осуществляют белки — Na + ,К + -АТФаза (антинаправленный трансмембранный перенос ионов натрия и калия), Са 2+ -АТФаза (выкачивание ионов кальция из клетки), глюкозные транспортеры.
3. Регуляторная функция
Большая группа белков организма принимает участие в регуляции процессов обмена веществ. Гормоны белковой природы принимают участие в регуляции процессов обмена веществ. Например:
- гормон инсулин регулирует уровень глюкозы в крови, способствует синтезу гликогена.
4. Защитная функция
- В ответ на проникновение в организм чужеродных белков или микроорганизмов (антигенов) образуются особые белки — антитела, способные связывать и обезвреживать их.
- Фибрин, образующийся из фибриногена, способствует остановке кровотечений.
5. Двигательная функция
- Сократительные белки актин и миозин обеспечивают сокращение мышц у многоклеточных животных, движений листьев у растений, мерцание ресничек у простейших и т.д.
6. Сигнальная функция
- В поверхностную мембрану клетки встроены молекулы белков (рецепторы), способных изменять свою третичную структуру в ответ на действие факторов внешней среды, таким образом осуществляя прием сигналов из внешней среды и передачу команд в клетку.
7. Запасающая функция
- В организме животных белки, как правило, не запасаются, исключение: альбумин яиц, казеин молока. У животных и человека при длительном голодании используются белки мышц, эпителиальных тканей и печени.
- Но благодаря белкам в организме могут откладываться про запас некоторые вещества, например, при распаде гемоглобина железо не выводится из организма, а сохраняется, образуя комплекс с белком ферритином.
8. Энергетическая функция
- При распаде 1г белка до конечных продуктов выделяется 17,6 кДж. Сначала белки распадаются до аминокислот, а затем до конечных продуктов — воды, углекислого газа и аммиака. Однако в качестве источника энергии белки используются только тогда, когда другие источники (углеводы и жиры) израсходованы (по словам одного из биохимиков: использовать белки для получения энергии – все равно, что топить печь долларовыми купюрами).
9. Каталитическая (ферментативная) функция
- Одна из важнейших функций белков. Обеспечивается белками — ферментами, которые ускоряют биохимические реакции, происходящие в клетках.
Ферменты, или энзимы, — особый класс белков, являющихся биологическими катализаторами. Благодаря ферментам биохимические реакции протекают с огромной скоростью. Вещество, на которое оказывает свое действие фермент, называют субстратом.
Ферменты можно разделить на две группы:
- Простые ферменты являются простыми белками, т.е. состоят только из аминокислот.
- Сложные ферменты являются сложными белками, т.е. в их состав помимо белковой части входит группа небелковой природы — кофактор. У некоторых ферментов в качестве кофакторов выступают витамины.
10. Функция антифириза
- В плазме крови некоторых живых организмов содержатся белки которые предупреждают ее замерзание в условиях низких температур.
11. Питательная (резервная) функция.
- Эту функцию выполняют так называемые резервные белки, являющиеся источниками питания для плода, например белки яйца (овальбумины). Основной белок молока (казеин) также выполняет главным образом питательную функцию. Ряд других белков используется в организме в качестве источника аминокислот, которые в свою очередь являются предшественниками биологически активных веществ, регулирующих процессы метаболизма.
Решай задания и варианты по биологии с ответами
источник
Функции белков в клетке
| Название функции | Пояснения |
| 1. Каталитическая | Большинство белков – ферменты-энзимы (катализаторы всех реакций, протекающих в клетке) |
| 2. Строительная или структурная | Основа клеточных органоидов, волос, сосудов |
| 3. Двигательная или сократительная | Жгутики простейших — сократительные белки; белки мышц, ресничек, перемещения хромосом при делении — актин и миозин |
| 4. Транспортная | Гемоглобин — транспорт кислорода и углекислого газа Белки цитоплазматической мембраны транспортируют вещества в клетку. |
| 5. Защитная | Антитела – имунноглобулины (обеспечение иммунитета к заболеваниям). Фибриноген и фибрин участвуют в свертываемости крови. |
| 6. Энергетическая | Некоторые белки служат источником энергии При полном окислении (гидролизе) 1г белка выделяется 17,6 кДж энергии. |
| 7. Регуляторная | Белки-гормоны влияют на обмен веществ (инсулин) |
| 8. Сигнальная или рецепторная | Белки-рецепторы, способные в результате изменения собственной структуры, передавать сигнал в клетку и включать цепи химических реакций. Родопсин – пигмент Находящийся в клетках сетчатки глаза. |
| 9. Токсическая | Обнаруживается в яде змей, насекомых, грибах,у микроорганизмов. |
Некоторые функции, выполняемые белками.
| Класс | Выполняемая функция | Примеры белков |
| Ферменты | Служат катализаторами определенных химических реакции; у разных организмов обнаружено более 2000 различных ферментов. | Амилаза расщепляет крахмал до глюкозы; липаза расщепляет жиры до глицерина и жирных кислот. |
| Структурные белки | Являются структурными компонентами биологических мембран и многих внутриклеточных органелл, главным компонентом опорных структур организма. | Коллаген хрящей и сухожилий, эластин соединительной ткани, кератин волос и ногтей. |
| Сократительные белки | Обеспечивают движение клеток, внутриклеточных структур. | Актин и миозин мышечного волокна, тубулин микротрубочек. |
| Транспортные белки | Связывают и переносят специфические молекулы и ионы из одного органа в другой. | Гемоглобин переносит кислород, сывороточный альбумин – жирные кислоты. |
| Пищевые белки | Питают зародыш на ранних стадиях развития и запасают биологически ценные вещества и ионы. | Казеин молока; ферритин, запасающий железо в селезенке. |
| Защитные белки | Предохраняют организм от вторжения других организмов и повреждений. | Антитела, вырабатываемые лимфоцитами, блокируют чужеродные антигены; фибриноген и тромбин, предохраняющие организм от кровопотери. |
| Регуляторные белки | Участвуют в регуляции активности клетки и организма. | Инсулин регулирует обмен глюкозы; гистоны – генную активность. |
Желудочный сок обладает свойством переваривать пищу, что связано с наличием в нем ферментов. Он содержит пепсин — фермент, расщепляющий белок.
ферментов является трипсин, находящийся в соке поджелудочной железы Образование нового белка в организме человека и животных идет беспрерывно, так как в течении всей жизни взамен отмирающих клеток крови, кожи, слизистой оболочки, кишечника и т. д. создаются новые, молодые клетки. Для того чтобы клетки организма синтезировали белок, необходимо, чтобы белки поступали с пищей в пищеварительный канал, где они подвергаются расщеплению на аминокислоты, и уже из всосавшихся аминокислот будет образован белок.
К полноценным белкам относятся преимущественно белки животного происхождения, кроме желатины, относящейся к неполноценным белкам. Неполноценные белки — преимущественно растительного происхождения. Однако некоторые растения (картофель, бобовые и др.) содержат полноценные белки. Из животных белков особенно большую ценность для организма представляют белки мяса, яиц, молока и др.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: Да какие ж вы математики, если запаролиться нормально не можете. 8485 — 
| 7358 — 
или читать все.
источник
Значение, роль и функции белков в клетке. Какую функцию в клетке выполняют белки?
Белки – это важнейшие органические вещества, количество которых преобладает над всеми другими макромолекулами, которые присутствуют в живой клетке. Они составляют больше половины веса сухого вещества как растительных, так и животных организмов. Функции белков в клетке разнообразные, некоторые из них до сих пор остаются неизвестными науке. Но все же основные направления их «работы» хорошо изучены. Одни нужны для того, чтобы стимулировать процессы, протекающие в клетках и тканях. Другие переносят важные минеральные соединения через клеточную мембрану и по кровеносным сосудам от одного органа к другому. Некоторые защищают организм от чужеродных часто патогенных агентов. Ясно одно — без белков не протекает ни один процесс в нашем организме.
Основные функции белков
Функции белков в организме многообразны. Каждая группа имеет определенное химическое строение, совершает одну специализированную «работу». В некоторых случаях несколько типов белков взаимосвязаны друг с другом. Они отвечают за разные этапы одного процесса. Или же влияют сразу на несколько. Например, регуляторная функция белков осуществляется ферментами и гормонами. Это явление можно представить, вспомнив о гормоне адреналине. Он вырабатывается мозговым слоем надпочечников. Поступая в кровеносные сосуды, он повышает количество кислорода в крови. Поднимается и артериальное давление, увеличивается содержание сахара. Это стимулирует обменные процессы. Также адреналин является медиатором нервной системы у рыб, амфибий и пресмыкающихся.
Ферментативная функция
Многочисленные протекающие в клетках живых организмов биохимические реакции осуществляются при высоких температурах и с нейтральным значением рН. В таких условиях скорость их прохождения слишком мала, поэтому нужны специализированные катализаторы, называемые ферментами. Все их разнообразие объединено в 6 классов, которые различаются по специфичности действия. Ферменты синтезируются на рибосомах в клетках. Их изучением занимается наука энзимология.
Несомненно, без ферментов невозможна регуляторная функция белков. Они обладают высокой избирательностью действия. Их активность может регулироваться ингибиторами и активаторами. Кроме того, ферменты обычно проявляют специфичность по отношению к субстратам. Также ферментативная активность зависит от условий в организме и в клетках в частности. На их протекание влияет давление, кислая рН, температура, ионная сила раствора, то есть концентрация солей в цитоплазме.
Транспортная функция белков
В клетку должны постоянно поступать необходимые организму минеральные и органические вещества. Они нужны как строительные материалы и источники энергии в клетках. Но механизм их поступления достаточно сложен. Клеточные оболочки состоят не только из белков. Биологические мембраны строятся по принципу двойного слоя липидов. Между ними встроены различные белки. Очень важно, что гидрофильные участки находятся на поверхности мембраны, а гидрофобные — в ее толще. Таким образом, такая структура делает оболочку непроницаемой. Через нее не могут самостоятельно, без «помощи», пройти такие важные компоненты, как сахара, ионы метолов и аминокислоты. Через цитоплазматическую мембрану в цитоплазму их транспортируют специализированные белки, которые вмонтированы в слои липидов.
Транспорт веществ от одних органов к другим
Но транспортная функция белков осуществляется не только между межклеточным веществом и клеткой. Некоторые важные для физиологических процессов вещества приходится доставлять из одних органов в другие. Например, транспортный белок крови – сывороточный альбумин. Он наделен уникальной способностью сформировывать соединения с жирными кислотами, которые появляются при переваривании жиров, с лекарственными препаратами, а также со стероидными гормонами. Важными белками-переносчиками являются и гемоглобин (доставляющий молекулы кислорода), трансферрин (соединяющийся с ионами железа) и церуплазмин (формирующий комплексы с медью).
Сигнальная функция белков
Огромное значение в протекании физиологических процессов в многоклеточных сложных организмах имеют белки-рецепторы. Они вмонтированы в плазматическую мембрану. Служат они для восприятия и расшифровки различного рода сигналов, которые непрерывным потоком поступают в клетки не только от соседних тканей, но и из внешней среды. В настоящее время, пожалуй, самым исследованным белком-рецептором является ацетилхолин. Он находится в ряде межнейронных контактов на мембране клетки.
Но сигнальная функция белков осуществляется не только внутри клеток. Многие гормоны связываются со специфическими рецепторами на их поверхности. Такое сформировавшееся соединение и является сигналом, который активирует физиологические процессы в клетках. Примером таких белков является инсулин, действующий в аденилатциклазной системе.
Защитная функция
Функции белков в клетке различны. Некоторые из них участвуют в иммунных ответах. Это защищает организм от инфекций. Иммунная система способна отвечать на выявленные чужеродные агенты синтезом огромного количества лимфоцитов. Эти вещества способны выборочно повреждать эти агенты, они могут быть чужеродными для организма, например бактерии, надмолекулярные частицы, или это могут быть раковые клетки.
Одна из групп — «бета»-лимфоциты — вырабатывает белки, которые попадают в русло крови. Они имеют очень интересную функцию. Эти белки должны распознавать чужеродные клетки и макромолекулы. Затем они соединяются с ними, формируя комплекс, который подлежит уничтожению. Белки эти называются иммуноглобулинами. Сами чужеродные компоненты – это антигены. А иммуноглобулины, которые им соответствуют – антитела.
Структурная функция
В организме, помимо высокоспециализированных, существуют еще и структурные белки. Они необходимы, чтобы обеспечивать механическую прочность. Эти функции белков в клетке важны для поддержания формы и сохранения молодости организма. Самым известным является коллаген. Это основной белок внеклеточного матрикса соединительных тканей. У высших млекопитающих он составляет до 1/4 общей массы белков. Синтезируется коллаген в фибробластах, которые являются основными клеточками соединительных тканей.
Такие функции белков в клетке имеют огромное значение. Помимо коллагена, известен еще один структурный белок – эластин. Он также является составляющей внеклеточного матрикса. Эластин способен наделять ткани возможностью растягиваться в определенных пределах и легко возвращаться в исходную форму. Еще один пример структурного белка – фиброин, который обнаружен у гусениц шелкопрядов. Это основной компонент шелковых нитей.
Двигательные белки
Роль белков в клетке переоценить невозможно. Они принимают участие и в работе мышц. Мышечное сокращение является важным физиологическим процессом. В результате происходит превращение запасенного в виде макромолекул АТФ в химическую энергию. Непосредственными участниками процесса являются два белка – актин и миозин.
Эти двигательные белки представляют собой нитевидные молекулы, которые функционируют в сократительной системе скелетных мышц. Также они обнаруживаются в немышечных тканях у эукариотических клеток. Еще один пример двигательных белков – тубулин. Из него построены микротрубочки, являющиеся важным элементом жгутиков и ресничек. Также микротрубочки, содержащие тубулин, обнаруживают в клетках нервной ткани животных.
Антибиотики
Огромна защитная роль белков в клетке. Частично ее возлагают на группу, которую принято называть антибиотиками. Это вещества природного происхождения, которые синтезируются, как правило, в бактериях, микроскопических грибах и прочих микроорганизмах. Они нацелены на подавление физиологических процессов других конкурирующих организмов. Открыты антибиотики белкового происхождения были в 40-х годах. Они произвели революцию в медицине, дав ей мощный толчок к развитию.
По своей химической природе антибиотики — весьма разнообразная группа. Они различаются и по механизму действия. Одни препятствуют синтезу белка внутри клеток, вторые блокируют выработку важных ферментов, третьи подавляют рост, четвертые — размножение. Например, хорошо известный стрептомицин взаимодействуют с рибосомами бактериальных клеток. Таким образом, в них резко замедляется синтез белков. При этом данные антибиотики не взаимодействуют с эукариотическими рибосомами организма человека. Это значит, что для высших млекопитающих данные вещества не токсичны.
Это далеко не все функции белков в клетке. Таблица антибиотических веществ позволяет определить и другие узкоспециализированные действия, которые эти специфические природные соединения способны оказывать на бактерии и не только. В настоящее время ведутся изучения антибиотиков белкового происхождения, которые при взаимодействии с ДНК нарушают процессы, связанные с воплощением наследственной информации. Но пока такие вещества используют только при химиотерапии онкологических заболеваний. Примером такого антибиотического вещества является дактиномицин, синтезируемый актиномицетами.
Токсины
Белки в клетке выполняют функцию весьма специфическую и даже неординарную. У ряда живых организмов вырабатываются ядовитые вещества – токсины. По своей природе это белки и сложные низкомолекулярные органические соединения. В качестве примера можно привести ядовитую мякоть гриба бледная поганка.
Запасные и пищевые белки
Некоторые белки выполняют функцию по обеспечению питанием зародышей животных и растений. Таких примеров много. Значение белка в клетке семян злаковых заключено именно в этом. Они будут питать формирующийся зачаток растения на первых стадиях его развития. У животных пищевыми белками являются яичный альбумин и молочный казеин.
Неизученные свойства белков
Приведенные выше примеры — лишь та часть, что уже достаточно изучена. Но в природе остается много загадок. Белки в клетке многих биологических видов уникальны, и в настоящее время даже классифицировать их затруднительно. Например, монеллин — белок, обнаруженный и выделенный из африканского растения. На вкус он сладкий, но при этом не вызывает ожирения и не токсичен. В будущем это может быть превосходная замена сахару. Еще один пример — белок, обнаруженный у некоторых арктических рыб, он препятствует замерзанию крови, действуя как антифриз в буквальном смысле этого сравнения. У ряда насекомых в соединениях крыльев выявлен белок резилин, обладающий уникальной, практически идеальной эластичностью. И это далеко не все примеры веществ, которые только предстоит изучить и классифицировать.
источник
Функции белков в организме.
Общая характеристика белков.
Белки– это высокомолекулярные органические, азотсодержащие соединения, состоящие из аминокислот.
Белки – наиболее сложные соединения живых систем. Не только каждый вид живого, но и каждый орган, каждый тип клеток обладает своим специфическим набором белков.Наконец, каждый индивидуум отличается от подобных своего вида собственным набором белков (биохимическая индивидуальность). Эта индивидуальность поддерживается всеми живущими организмами. При внедрении в организм чужих белков образуются защитные вещества (антитела) и разрушают чужие белки. Однако имеется и общность между определенными белками одного и того же вида, которая позволяет проводить обмен белками (например, переливание крови).
В количественном отношении они занимают первое место среди всех содержащихся в живой клетке макромолекул. В организме человека белки составляют примерно 1/5 часть, или 20 % массы, а в пересчете на сухой вес — 45%. Содержание белков в разных тканях различно, так в мышцах и печени содержится до 22 % белка, в мозге – 11 %, в жировой ткани – 6 %.
Свое название белки получили от белого цвета куриного яйца, на примере которого изучались их свойства. В 1838 г. Н. Мульдер назвал белки протеинами (от греч. protos — первый, важный). Это же название принято в международной номенклатуре.
Белки занимают первое место среди макромолекул не случайно, ведь там где есть белки, отмечены признаки жизни и наоборот там где есть жизнь, обнаруживаются белки.
Функции белков в организме.
Белки, входящие в состав организма человека, отличаются большим
разнообразием состава, структуры, местом расположения и соответственно функциями.
Белки выполняют следующие функции в организме:
1. Каталитическая или ферментативная функция. Одна из основных функций белков. В настоящее время известно свыше 2000 различных ферментов, которые являются биологическими катализаторами и ускоряют все биохимические процессы в организме. Практически все они являются по своей химической природе белками.
2. Структурная или пластическая функция. Еще одна из важнейших функций белков. Мембраны всех клеток и субклеточных единиц представляют собой бислой: белки и фосфолипиды, т.е. белки играют большую роль в формировании всех клеточных структур. Эту функцию выполняют, например следующие белки: кератин – составляет основу волос и ногтей, коллаген – главный белок соединительной ткани.
3. Сократительная функция. Важным признаком жизни является подвижность, в основе которой лежит данная функция белков, таких как актин и миозин – белки мышц. Кроме мышечных сокращений к этой функции относят и изменение форм клеток и субклеточных частиц.
4. Транспортная функция. Перенос различных веществ по крови и в пределах клетки. Например, альбумины переносят по крови ВЖК, лекарственные вещества, билирубин; гемоглобин переносит кислород и углекислый газ, другие белки транспортируют липиды, стероиды, витамины и т.д.
5. Защитная функция. В процессе эволюции в организме выработан механизм узнавания и связывания «чужих» молекул с помощью белков-антител, которые являются белковой фракцией гамма-глобулинов; кроме этого ряд белков, например, альбумины обезвреживают ядовитые вещества (ВЖК и билирубин) в крови; белки свертывающей (фибриноген, протромбин и др.) и противосвертывающей системы предотвращают свертывание крови в нормальных условиях и наоборот образуют сгустки крови при повреждениях сосудов.
6. Регуляторная функция. Среди молекул-регуляторов важное место принадлежит регуляторам белковой природы, таким как гормоны, 50% которых имеют белковую природу; белки-гистоны, кислые белки играют роль в регуляции процесса трансляции в биосинтезе белка; белки крови альбумины играют большую роль в создании и поддержании онкотического и осмотического давления крови; белки входя в состав белковой и гемоглобиновой буферных систем участвуют в поддержании рН крови и т.д.
7. Рецепторная функция.Избирательное связывание различных регуляторов-гормонов, биогенных аминов, простогландинов, медиаторов, циклических мононуклеотидов, протекает с помощью белков-рецепторов на мембранах клетки.
8. Опорная или механическая функция.Прочность соединительной, хрящевой и костной ткани за счет белков – коллагена, эластина, фибронектина.
9. Энергетическая функция. 1 г. белка, окисляясь до конечных продуктов – мочевины, углекислого газа и воды, дает 4,1 ккал энергии.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: Для студента самое главное не сдать экзамен, а вовремя вспомнить про него. 10134 — | 7552 — или читать все.
85.95.179.227 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.
Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно
источник
Функции белков в клетке
Структурная. Белки образуют основу протоплазмы любой живой клетки, в комплексе с липидами они являются основой всех клеточных мембран, элементов цитоскелета (микротрубочек, микрофиламентов); входят в состав клеточных стенок (структурный белок экстенсин).
Ферментативная (каталитическая). Все ферменты являются белками, простыми или сложными;
Транспортная. Белки участвуют в переносе веществ через мембраны (белки-переносчики челночного типа и энергозависимые, ионные каналы; аквапорины «водяные поры»).
Запасная (запасные отложения белков семян).
Защитная. Иммунные белки: а) белки-ингибиторы, подавляющие ферменты патогенов, б) ферменты, вызывающие разрушение клеточных стенок мицелия грибов-паразитов (глюконазы, хитиназы); в) белки-лектины, специфически связывают (склеивают) патогенные бактерии и грибы, предотвращают дальнейшее распространение бактерий (или гиф гриба); Стрессорные белки – синтезируются под влиянием экстремальных факторов (низкие или сверхоптимальные температуры, водный дефицит, засоление и др.) (БТШ, криопротекторы).
Рецепторная. Входят в состав рецепторов, избирательно воспринимающих сигналы внешней и внутренней среды.
Классификация белков
Различают белки простые, состоящие только из аминокислот (протеины) и сложные, которые включают небелковую часть.
Простые белки (протеины) разделяют по растворимости их в определенных растворителях:
Альбумины — растворяются в воде.
Глобулины – белки, растворимые в слабых растворах нейтральных солей.
Проламины — хорошо растворимы в 60-80%-ном этаноле, характерны исключительно для семян злаков, они бедны незаменимыми аминокислотами, но содержат много пролина и глутаминовой кислоты.
Глютелины — хорошо растворимы в щелочных растворах (0,2-2,0%). Запасные белки растений, содержатся в семенах злаков; совместно с проламинами составляют клейковину – комплекс запасных белков злаковых культур. Клейковина сообщает муке способность превращаться в тягучее тесто и качествами ее определяется достоинство муки.
Гистоны — белки щелочного характера, играют важную роль в формировании структуры хроматина (до 40-50% от массы хромосом, содержат много основных аминокислот — арг, лиз).
Сложные белки (устаревшее название протеиды) классифицируют по химизму небелковой
(простетической) части молекулы.
Липопротеины – простетической (небелковой) группой являются различные жироподобные вещества; входят в состав клеточных мембран.
Металлопротеины – комплексы ионов металлов с белками; в составе металлопротеинов часто встречаются: Cu, Fe, Zn, Mo, Mn, Ni, Se, Ca и др.
Гликопротеины — содержат углеводный компонент. Входят в БМ (рецепторная функция, защитная – лектины реакция агглютинации).
Нуклеопротеины — соединение белков с нуклеиновыми кислотами (рибосомы, хромосомы).
.Хромопротеины — сложные белки, у которых небелковой частью оказываются окрашенные соединения, например, Fe-порфириновые структуры (гемоглобин крови, легоглобин); «желтые дыхательные ферменты», в состав которых входят коферменты флавинадениндинуклеотид — ФАД, флавинаденинмононуклеотид – ФМН.
источник
Функции белков
Строение
Белки – биополимеры, состоящие из отдельных звеньев – мономеров, которые называются аминокислотами. Они состоят из карбоксильной (-СООН), аминной (-NH2) группы и радикала. Аминокислоты связываются между собой с помощью пептидной связи (-C(O)NH-), образуя длинную цепочку.
Обязательные химические элементы аминокислот:
Радикал может включать серу и другие элементы. Отличаются белки не только радикалом, но и количеством карбоксильной и аминной групп. В связи с этим выделяют три типа аминокислот:
- нейтральные (-СООН и -NH2);
- основные (-СООН и несколько -NH2);
- кислые (несколько -СООН и -NH2).
В соответствии с возможностью синтезироваться внутри организма выделяют два вида аминокислот:
- заменимые – синтезируются в организме;
- незаменимые – не синтезируются в организме и должны поступать из внешней среды.
Известно около 200 аминокислот. Однако в построении белков участвуют только 20.
Синтез
Биосинтез белков происходит на рибосомах эндоплазматической сети. Это сложный процесс, состоящий из двух стадий:
- образование полипептидной цепи;
- модификация белка.
Синтез полипептидной сети происходит с помощью матричной и транспортной РНК. Этот процесс называется трансляцией. Вторая стадия включает «работу над ошибками».
Функции
Биологические функции белков представлены в таблице.
Переносят химические элементы к клеткам и обратно во внешнюю среду
Гемоглобин переносит кислород и углекислый газ, транскортин – гормон надпочечников в кровь
Помогают сокращаться мышцам многоклеточных животных
Обеспечивают прочность тканей и клеточных структур
Коллаген, фиброин, липопротеины
Участвуют в образовании тканей, мембран, клеточных стенок. Составляют мышцы, волосы, сухожилия
Передают информацию между клетками, тканями, органами
Ферментативная или каталитическая
Большинство ферментов в организме животных и человека имеют белковое происхождение. Они являются катализатором многих биохимических реакций (ускоряют или замедляют)
Регуляторная или гормональная
Гормоны белкового происхождения контролируют и регулируют процессы метаболизма
Инсулин, лютропин, тиротропин
Регулируют функции нуклеиновых кислот при переносе генетической информации
Гистоны регулируют репликацию и транскрипцию ДНК
Используется как дополнительный источник энергии. При распаде 1 г высвобождается 17,6 кДж
Распадаются после исчерпывания других источников энергии – углеводов и жиров
Специфичные белки – антитела – предохраняют организм от заражения, уничтожая чужеродные частицы. Особые белки сворачивают кровь, останавливая кровотечение
Иммуноглобулины, фибриноген, тромбин
Запасаются для питания клеток. Удерживают необходимые организму вещества
Ферритин удерживает железо, казеин, глютен, альбумин запасаются в организме
Удерживают различные регуляторы (гормоны, медиаторы) на поверхности или внутри клетки
Глюкагоновый рецептор, протеинкиназа
Белки могут оказывать отравляющее и обезвреживающее действие. Например, палочка ботулизма выделяет токсин белкового происхождения, а белок альбумин связывает тяжёлые металлы.
Ферменты
Стоит сказать кратко о каталитической функции белков. Ферменты или энзимы выделяют в особую группу белков. Они осуществляют катализ – ускорение протекания химической реакции.
В соответствии со строением ферменты могут быть:
- простыми– содержат только аминокислотные остатки;
- сложными – помимо белкового мономерного остатка включают небелковые структуры, которые называются кофактором (витамины, катионы, анионы).
Молекулы ферментов имеют активную часть (активный центр), связывающую белок с веществом – субстратом. Каждый фермент «узнаёт» определённый субстрат и связывается именно с ним. Активный центр обычно представляет собой «карман», в который попадает субстрат.
Связывание активного центра и субстрата описывается моделью индуцированного соответствия (модель «рука-перчатка»). Модель показывает, что фермент «подстраивается» под субстрат. Благодаря изменению структуры снижаются энергия и сопротивление субстрата, что помогает ферменту легче перенести его на продукт.
Рис. 3. Модель «рука-перчатка».
Активность ферментов зависит от нескольких факторов:
- температуры;
- концентрации фермента и субстрата;
- кислотности.
Различают 6 классов ферментов, каждый из которых взаимодействует с определёнными веществами. Например, трансферазы переносят фосфатную группу от одного вещества к другому.
Ферменты могут ускорять реакцию в 1000 раз.
Что мы узнали?
Выяснили, какие функции выполняют белки в клетке, как они устроены и как синтезируются. Белки представляют собой полимерные цепочки, состоящие из аминокислот. Всего известно 200 аминокислот, но белки могут образовывать только 20. Белковые полимеры синтезируются на рибосомах. Белки выполняют важные функции в организме: переносят вещества, ускоряют биохимические реакции, контролируют процессы, происходящие в организме. Ферменты связывают субстрат и целенаправленно переносят его на вещества, ускоряя реакции в 100-1000 раз.
источник