4.3.2. Классификации белков

Белки группируют по растворимости, функциям, химическому составу, усвояемости и другим признакам.

По растворимости различают альбумины, глобулины, гистоны и склеропротеины.

Хорошо растворяются в дистиллированной воде и солевых растворах альбумины. Они имеют молекулярную массу от 40 до 70 кДа и составляют около половины белков плазмы крови. Альбумины поддерживают кислотно-щелочное равновесие и онкотическое давление в биологических жидкостях, являются резервом свободных аминокислот, ферментами и транспортными белками (переносят с кровью жирные кислоты, витамины, стероиды, ионы и многие другие вещества).

Глобулины (белки с молекулярной массой более 150 кДа) слабо растворяются в воде и хорошо - в разбавленных солевых растворах. К глобулинам относятся многие ферменты, транспортные, регуляторные, структурные и защитные белки (например, иммуноглобулины и факторы свертывания крови).

Растворимые в слабых кислотах и растворах солей, богатые лизином и аргинином протеины отнесены к гистонам. В хромосомах они обеспечивают укладку ДНК и регулируют передачу с нее информации на РНК.

Основные белки тканей скелета, соединительной ткани и кожи - склеропротеины (например, коллаген, эластин и кератин) плохо растворимы в воде, растворах солей и водно-спиртовых смесях, богаты глицином, аланином и пролином.

В соответствии с функцией, различают ферменты, переносчики, рецепторы, а также регуляторные, защитные, структурные, двигательные, резервные и другие белки.

Ферменты обеспечивают нужные животному превращения химических веществ. Переносчики транспортируют молекулы и ионы через биомембраны и с биологическими жидкостями. Рецепторы обеспечивают восприятие сигналов. Регуляторные белки передают информацию с одной клетки на другую (гормоны), а также влияют на внутриклеточные процессы (например, гистоны участвуют в хранении и считывании генетической информации). В защите животных также участвуют белки. Например, многие факторы свертывающей и антисвертывающей систем относятся к глобулинам, которые в норме поддерживают жидкое состояние крови, а при повреждении сосудов обеспечивают ее свертывание. Семейство иммуноглобулинов является антителами, обеспечивающими гуморальное звено специфического иммунитета. Структурные белки (например, коллаген и эластин), поддерживают заданную форму и механические свойства тканей. Сократительные белки (миозин и актин) обеспечивают двигательные функции, резервные белки (например, казеин) служат источником питательных веществ. Кошки всегда, а другие виды животных преимущественно при голодании, используют белки как источник энергии (энергетическая функция).

По форме молекул различают глобулярные и фибриллярные белки. Первые похожи на вытянутый клубок, у которого продольная и поперечная оси отличаются менее чем в десять раз. Фибриллярные белки (коллаген, эластин, фибрин и др.) имеют «нитевидную» форму с бóльшим соотношением осей (например, у фибриногена оно равно семнадцати).

По степени усвоения белки делят на легко (например, белки молока и мяса) и плохо (например, белки растительного происхождения) усвояемые.

По химическому составу различают полноценные (имеют все незаменимые аминокислоты и, как правило, относятся к белкам животного или микробиального происхождения) и неполноценные (лишены хотя бы одной незаменимой аминокислоты и составляют основную часть растительных белков) белки.

Простые белки (протеины) состоят только из аминокислот, а сложные белки (протеиды) содержат и другие (простетические) компоненты, на основании химического состава которых, протеиды делят на несколько групп.

Наиболее распространены в организме гликопротеиды. В их простетической части обычно содержатся углеводы (например, галактоза, сиаловые кислоты, манноза и фукоза). Структурные гликопротеиды участвуют в межклеточном взаимодействии и процессах оплодотворения, определяют антигенные свойства поверхности клеток (например, групповую принадлежность), а также входят в состав цитоплазматических мембран, стекловидного тела, основного вещества кожи и соединительной ткани. Свободные гликопротеиды являются ферментами, переносчиками, гормонами, факторами свертывающей и антисвертывающей систем, участниками иммунных реакций и др. У рыб гликопротеиды препятствуют появлению льда в тканях (функции антифриза). Основные белки слизи - муцины (мукопротеиды) наиболее богаты углеводами (на их долю приходится 50-80% от массы мукопротеида). Слизь распределяется на различных поверхностях органов и тканей тонкой не растворимой в воде пленкой, которая служит смазкой (например, на суставных поверхностях), защищает клетки от неблагоприятной среды (например, на слизистых оболочках) и обеспечивает избирательную проницаемость (например, задерживает пыль и бактерии, а иммуноглобулины выходят на покровы животных).

Простетическая часть липопротеидов может состоять из триацилглицеролов, холестерола и его эфиров. Наряду с этими веществами, в составе свободных липопротеидов, как правило, содержатся и другие плохо растворяющиеся в воде вещества, а белки представлены апопротеидами. Последние обеспечивают формирование водорастворимого комплекса, определяют место его использования тканями и способствуют химическим превращениям в нём. Структурные липопротеиды имеют постоянный состав и, как правило, являются рецепторами на биомембранах или участвуют в формировании клеточных оболочек.

Нуклеопротеиды способствуют хранению и использованию генетической информации. Их простетическая группа представлена ДНК (в дезоксирибонуклеопротеидах) или РНК (в рибонуклеопротеидах).

К фосфопротеидам (содержат остатки фосфорной кислоты) относятся многие резервные белки. Например, казеин (в молозиве и молоке), овальбумин (в белке яйца) и ихтулин (в икре рыб) обеспечивают развивающийся организм всеми аминокислотами и необходимыми для формирования скелета кальциевыми солями фосфорной кислоты. В костной ткани и мозге фосфопротеиды выполняют структурные функции.

Белки с ионами металлов, названы металлопротеидами. Например, у беспозвоночных транспорт кислорода с кровью обеспечивает гемоцианин (содержит медь), а у высших животных - гемоглобин (содержит железо).

Хромопротеиды имеют окрашенную простетическую часть. В зависимости от ее состава различают гемопротеиды, магнийпорфирины и флавопротеиды. Примерами гемопротеидов являются: гемоглобин, миоглобин, цитохромы и пероксидазы. К магнийпорфиринам относятся: хлорофилл, фосфатазы, фосфорилазы, декарбоксилазы и ряд других ферментов. Флавопротеиды - содержат флавиновые нуклеотиды.