- •1. Белки. Структура и функции
- •1.1. Строение белков
- •Структура аминокислот
- •Пептидная связь в молекуле белка
- •Аланилфенилаланилвалин
- •Биологически активные пептиды
- •1.2. Уровни структурной организации белковой молекулы
- •Первичная структура
- •Вторичная структура белка
- •Третичная структура белка
- •Структуры глобулярного белка
- •Четвертичная структура белка
- •1.3. Физико-химические свойства белков
- •Механизм растворения белков (гидратация)
- •Кислотно-основные свойства белков (электрические)
- •Электрофорез
- •На хроматографической бумаге
- •Коллоидные и осмотические свойства белков
- •1. Оптические свойства белков
- •3. Осмотические свойства белков
- •4. Высокая вязкость белковых растворов
- •5. Способность белков к образованию гелей
- •Осаждаемость белков
- •2. Методы выделения, фракционирования и очистки белков
- •2.1. Методы гомогенизации
- •2.2. Экстракция (извлечение) белков
- •2.3. Методы фракционирования (разделения) белков
- •3. Классификация белков
- •3.1. Простые белки
- •3.2. Сложные белки
1. Белки. Структура и функции
В иерархии жизненно важных молекул белки (протеины) играют наиважнейшую роль. Они являются продуктом экспрессии генов ДНК и инструментом, при помощи которого геном управляет всеми метаболическими реакциями в клетке и функциями организма.
Биологические функции белков
1. Каталитические белки (ферменты или энзимы) – в настоящее время выделено и идентифицировано более 2000 ферментов, катализирующих протекание разнообразных реакций в клетках и тканях.
2. Транспортные белки:
– гемоглобин в составе эритроцитов переносит кислород от легких к тканям и углекислый газ из тканей в легкие;
– альбумины плазмы крови – жирные кислоты, билирубин, многие биологически активные вещества, лекарственные вещества, ксенобиотики, анионы и катионы;
– липопротеины крови переносят липиды (триацилглицеролы, фосфолипиды, холестерин)
– гликопротеины крови в составе глобулиновой фракции транспортируют гемоглобин (гаптоглобин), железо (трансферрин), медь (церулоплазмин), витамин В12 (транскортин), антитела (иммуноглобулины) и др.;
– мембранные транспортные белки (транслоказы или пермеазы) связывают специфические вещества и переносят их через бислой мембраны по градиенту концентрации без затрат энергии АТФ.
3. Защитные белки:
– антитела (иммуноглобулины, синтезирующиеся в костном мозге) – предохраняют организм от чужеродных веществ с высокой молекулярной массой, они способны распознавать бактерии, вирусы и чужеродные белки, связываться с ними и подвергать их обезвреживанию;
– комплемент крови – вызывают лизис (растворение) клеточных стенок бактерий;
– фибриноген и тромбин – свертывающая система крови предохраняет организм от потери крови;
– белки острой фазы – интерфероны (группа белков) регулируют реакцию клетки на вирусную инфекцию, они угнетают синтез всех белков в клетке «хозяина» и активируют фермент РНК-азу, в результате действия которого гидролизуются (расщепляются) все матричные и рибосомные РНК вириона (к белкам острой фазы относятся также лизоцим, С-реактивный белок, α1-кислый гликопротеин и др.).
4. Регуляторные белки – обеспечивают регуляцию клеточной и физиологической активности организма:
– гормоны белковой, пептидной и аминокислотной природы – это гормоны гипоталамуса, гипотеза, поджелудочной железы (инсулин и глюкагон), щитовидной (кальцитонин, тироксин) и паращитовидной (паратирин) желез, надпочечников (адреналин) и др.;
– белковые факторы регуляции биосинтеза ДНК, РНК и белков.
5. Сократительные белки:
– актин и миозин – функционируют в составе сократительной системы мышечной ткани (актомиозин).
6. Структурные белки:
– гидрофобные интегральные белки мембран клеток – способствуют стабилизации клеточных мембран (они не обладают функциональной активностью);
– коллаген, эластин, ретикулин – белки соединительной ткани и эластиновых волокон кожи, сухожилий, костей, дентина, стекловидного тела и хрусталика глаза, эндотелиальных и эпителиальных клеток кровеносных сосудов и кожи, гладких мышц сосудов и матки и др.;
– кератин волос и ногтей.
7. Рецепторные белки:
– рецепторные белки на поверхности клеток или органелл клеток обеспечивают избирательное связывание различных регуляторов, например, гормонов, нейромедиаторов и др. веществ.
8. Генно-регуляторные белки:
– ядерные белки гистоны компактезируют ДНК и при участии других белков обеспечивают активацию репликации (синтез ДНК) и транскрипции (синтез РНК).
9. Резервные и питательные белки:
– конститутивные белки клеток могут использоваться как резервные на энергетические и пластические цели в экстремальных условиях или при голодании;
– проламины и глютелины – резервные белки зерновых культур и глобулины – бобовых;
– казеин и овальбумин – главные питательные белки молока и яиц.