Модуль 1 "Модульная единица 3 Белковые вещества" Цели изучения модульной единицы 3

Уяснить роль белков в питании, разобраться в особенностях состава и биологической ценности белков пищевого сырья, уяснить функциональные свойства белков и превращения белков в технологическом потоке.

Модульная единица 3 включает 2 лекции (№3 и №4).

Аннотация к лекциям 3, 4

Рассмотрена роль белков в организме и питании человека, нормы потребления белка, опасности недостатка и избытка белков в питании. Уделено внимание проблеме белкового дефицита на Земле и путям преодоления этой проблемы. Рассмотрены функции аминокислот в организме, строение и биологическая роль ряда пептидов. Дано понятие биологической ценности белков и указаны методы её определения. Охарактеризованы белки растительного сырья: злаков, бобовых и масличных культур, картофеля, овощей и плодов. Рассмотрены новые формы белковой пищи, функциональные свойства белков, а также процессы, происходящие при технологической обработке белкового сырья - денатурация, деструкция, гидратация.

Ключевые слова:

белок одноклеточных, генетическая инженерия, ГМИ (ГМО), лимитирующие аминокислоты, фенилкетонурия, пептиды, глутатион, биологическая ценность, аминокислотный скор, ИНАК; альбумины, глобулины, проламины, глютелины, склеропротеины; клейковина, глиадин, глютенин, ингибиторы протеаз, лектины; модифицированные белки, текстурированные белковые продукты, соевые белковые концентраты, изоляты; функциональные свойства белков, денатурация, деструкция, гидратация белков.

Лекция 3 Рассматриваемые вопросы

1. Важнейшие функции белков

2. Роль белков в питании. Нормы потребления белков

3. Проблема белкового дефицита на Земле и пути её преодоления

4. Физиологические функции аминокислот в организме. Специфические пути обмена некоторых аминокислот

5. Строение и физиологическая роль пептидов

6. Строение и биологическая ценность белков

1. Важнейшие функции белков

Белки пищевых продуктов невозможно заменить другими веществами, и роль их в организме человека чрезвычайно важна (рис.3.1). Белки играют ключевую роль в жизни клетки, составляя материальную основу её химической деятельности.

Каталитические белки

Наиболее многообразный класс белков относится к биологическим катализаторам, которые называются ферментами или энзимами. Ежесекундно в клетках протекает множество химических реакций, причем почти все они катализируются при помощи ферментов. В настоящее время выделено и идентифицировано более 2000 ферментов, катализирующих протекание разнообразных реакций в клетках и тканях.

Транспортные белки

Ряд белков выполняет функции переноса веществ из одного компартамента клетки в другой или между органами целого организма. Например, гемоглобин переносит кислород от легких к тканям и углекислый газ из тканей в легкие. В крови локализованы специальные транспортные белки – альбумины, переносящие различные эндогенные и экзогенные вещества. Имеются также специальные белки – пермеазы, переносящие различные вещества через биологические мембраны.

Регуляторные белки

В организме существует специальный класс белков, выполняющий регуляторные функции. В первую очередь к ним относятся гормоны белково-пептидной природы. Эти белки играют основополагающую роль в регуляции клеточной и физиологической активности. Например, гормон инсулин регулирует потребление клетками глюкозы, кальцитонин – содержание кальция в крови и костной ткани и т.д.

Защитные белки

Защитные белки представлены прежде всего антителами или иммуноглобулинами. Эти белки синтезируются в костном мозге и предохраняют организм от чужеродных веществ. Они обладают уникальным свойством распознавать чужеродные бактерии, вирусы или белки, связываться с ними и нейтрализовать.

К защитным относят белки комплемента, действие которых связано с лизисом клеточных стенок бактерий и других чужеродных веществ, а также фибриноген и тромбин, предохраняющие организм от потери крови.

Сократительные белки

Некоторые клетки и организмы способны сокращаться и перемещаться благодаря специальным белкам. К таким белкам относятся, в частности, актин и миозин, функционирующие в сократительной системе мышечной ткани. Другим белком, обеспечивающим перемещение клеток, является тубулин, входящий в состав микротрубочек – основных компонентов ресничек и жгутиков клетки.

Рис.3.1 Основные функции белков в человеческом организме

Структурные белки

Структурные белки входят в состав мембран клеток и отличаются высокой степенью гидрофобности. Так называемые интегральные белки способствуют стабилизации клеточных мембран, но не обладают какой-либо функциональной активностью. К структурным белкам относятся также белки межклеточного матрикса, такие, как коллаген и ретикулин. Одним из основных компонентов связок является эластин, а кожи – коллаген. Что касается волос и ногтей, то они в основном состоят из очень прочного белка – кератина.

Рецепторные белки

Рецепторные белки играют важную роль при передаче нервного или гормонального сигнала в клетку или в ее некоторые компартменты. Рецепторы локализованы в мембранах, и механизмы передачи информации связаны в основном с изменениями конформации белка, поглощением или выделением энергии и т.д.

Запасные и питательные белки

Ряд белков используются клетками в качестве резервного, питательного материала. К ним относятся, в частности, проламины и глютелины – белки растений, преимущественно зерновых. Из животных белков можно отметить овальбумин – питательный белок птичьих яиц.

Токсические белки

Токсические белки представлены токсинами яда змей, скорпионов, пчел. Они характеризуются низкой молекулярной массой (до 10kDa). Токсины растений и микроорганизмов более разнообразны по форме и молекулярной массе. Наиболее распространенные из них – дефтерийный и холерный токсины, рицин, абрин и др.