Биохимия соединительной ткани Белки

Белки – сложные вещества, состоящие из аминокислот, которые соединены пептидными связями.

Аминокислоты – карбоновые кислоты, содержащие аминогруппу. Различают аминокислоты нерастворимые в воде – гидрофобные – это: глицин, пролин, аланин, валин, лейцин, изолейцин, триптофан, метионин, фенилаланин;

Аминокислоты, растворимые в воде – гидрофильные – это:

А) серосодержащие: цистеин, метионин

Б) кислородсодержащие: тирозин, треонин, серин

В) амиды: аспарагин, глутамин

Г) отрицательнозаряженные: глутаминовая кислота, аспарагиновая кислота

Д) положительнозаряженные: гистидин, лизин, аргинин.

Функции белков в организме

белки-ферменты осуществляют биохимические реакции

- структурная – белки входят в состав мембран

- гормональная – некоторые гормоны имеют белковую природу

- иммунная – белки иммуноглобулины являются антителами, которые обезвреживают поступающие в организм бактерии и вирусы

- сократительная – белки мышц актин и миозин, участвуют в сокращении мышц

- рецепторная – белки входят в состав рецепторов, которые принимают сигнал от гормонов

- альбумины удерживают жидкость в крови

- белки плазмы крови поддерживают нормальную рН крови

- транспортная – гемоглобин переносит кислород и углекислый газ в крови, альбумин переносит лекарства, билирубин, ионы кальция, гормоны

- рецепторная – рецепторы для гормонов имеют белковую природу

- фибриноген и факторы свертывания крови участвуют в свертывании крови, защищая организм от кровопотери

- опорная - коллаген и эластин образуют межклеточное пространство

- белки могут быть источниками энергии

- буферная емкость – способность белков поддерживать рН на нормальном уровне.

- поддержание онкотического давления в крови – альбумин содержит отрицательно-заряженные аминокислоты, которые присоединяют ионы натрия, а натрий удерживает воду. Удержание воды в кровяном русле – онкотическое давление.

Уровни организации белковой молекулы:

Различают 4 уровня организации белковой молекулы.

А) первичная структура белка - линейная последовательность аминокислот белка, соединенных пептидными связями.

Б) вторичная структура белка – это укладка первичной структуры в α – спираль или β-структуру, эта структура удерживается водородными связями между витками спирали или отдельными участками β-структуры. На одном витке спирали лежит 3,6 аминокислотных остатков. Длина одного витка 0,15 нм, высота между витками – 0,54 нм.

В) третичная структура белка - пространственная укладка вторичной структуры, в результате образуются округлые глобулы или веретенообразные фибриллы. Эти структуры удерживаются гидрофобными, водородными, ионными, дисульфидными связями между радикалами аминокислот.

Г) четвертичная структура белка - комплекс третичных структур. Например, гемоглобин – состоит из 4-х цепей; каждая цепь обладает третичной структурой и называется субъединицей.

В третичной и четвертичной структурах белки активны.

Физико-химические свойства белков

- кислотно-основные свойства белков. Ряд заболеваний сопровождается накоплением в организме кислых веществ, при этом увеличивается количество Н+, что может вызвать снижение рН. В результате белки присоединяют Н+, снижая тем самым его уровень, при этом рН не изменяется.

Ряд заболеваний сопровождается накоплением в организме щелочных веществ, при этом снижается количество Н+ и повышается количество ОН-, что может вызвать повышение рН. В результате белки отдают Н+, при этом Н+ взаимодействует с ОН-, образуется вода, количество ОН- снижается и повышения рН не происходит, т.е. рН остается на нормальном уровне.

Способность белков поддерживать на нормальном уровне при различных патологических процессах называется буферным свойством белков.

- растворимость - при растворении белков в воде молекулы белка ориентированы следующим образом: гидрофобные аминокислоты расположены внутри белкаовой молекулы, а гидрофильные – снаружи. Молекулы воды взаимодействуют с гидрофильными аминокислотами белка, образуется гидратная оболочка, при этом белок растворяется. Растворимость белка зависит от заряда белка, а заряд белка зависит от рН. рН, при которой заряд белка равен нулю, называется изоэлектрической точкой белка – рI. При заряде=0 белок нерастворим, он выпадает в осадок. Растворимость белка повышается, если заряд белка либо положительный, либо отрицательный.

- денатурация – это разрушение вторичной, третичной, четвертичной структур белка с потерей активности белка. Факторы, вызывающие денатурацию: соли, концентрированные кислоты, щелочи, органические вещества – спирты, соли тяжелых металлов. Это свойство белков применяется в медицине:

А) при определении белка в моче – при этом под действием концентрированной азотной кислоты белок в моче денатурирует, и образуется белый осадок, что свидетельствует о наличии белка в моче. Если белого осадка не образуется, то белка в моче нет.

Б) дезинфицирующее свойство антисептиков – хлорамин, спирт – основано на способности ими денатурировать белки микроорганизмов, в результате микроорганизмы обезвреживаются

В) при отравлении солями тяжелых металлов дают пить больному молоко или яичный белок. Белки молока и яичный белок связывают ионы тяжелых металлов и обезвреживают их.

Простые и сложные белки

По строению различают белки простые и сложные. Простые белки состоят только из белковой части, т.е. из аминокислот. Например, альбумины, глобулины, проламины, гистоны.

Сложные белки представлены белковой и небелковой частью. Белковую часть называют апопротеином, небелковую – простетической группой. Сложный белок называют холопротеином.

В зависимости от природы небелковой части различают:

- гликопротеины – в качестве небелковой части содержат углеводы. Их роль – рецепторы, секреты, гормоны, белки межклеточного пространства.

- фосфопротеины – бело+фосфат. Их роль – казеин молока, вителлин яйца участвуют в развитии организма

- липопротеины – белок+липид. Их роль – входят в состав мембран, переносят липиды в крови.

- нуклеопротеины – белок+нуклеиновые кислоты. Различают ДНК и РНК. ДНК+белок – дезоксирибонуклеопротеины, входят в состав хромосом, которые кодируют и передают наследственную информацию; РНК+белок – рибонуклеопротеины, входят в состав рибосом, где происходит синтез белка.

- металлопротеины – белок+ион металла: ионы железа, цинка, меди, магния – эти белки являются ферментами

- гемопротеины – белок+гем. Например, гемоглобин – осуществляет перенос кислорода и углекислого газа в крови.