Белки: классификация белков, строение и функции

Известный философ Карл Маркс в свое время предложил следующее определение понятия "жизнь" - это форма существования белковых тел. И с этим высказыванием невозможно спорить. В основе любого животного организма находится именно это вещество. Какие особенности определяют их важнейшие функции? Как функционируют белки? Классификация, строение и структуры этих веществ будут рассмотрены в нашей статье.

Понятие об органических веществах

К группе органических веществ, входящих в состав живых организмов, относятся белки, липиды, углеводы и нуклеиновые кислоты. Все они являются биополимерами - сложными структурами, состоящими из большого количества повторяющихся частей. Например, липиды состоят из многоатомного спирта глицерина и жирных кислот. Такие повторяющие части называются мономерами. Не являются исключением и белки. Классификация белков и других органических веществ в большинстве случаях основана на их структуре.

Видео: Молекулярная биология. Белки

Белок - основа жизни

Традиционно принято считать, что белковую основу имеют только животные организмы. И действительно, чтобы обогатиться этим веществом, мы употребляем свиное и говяжье мясо, птицу, яйца и рыбу. Но большое количество этого вещества содержится и в растительных продуктах. Плоды бобовых (фасоль, горох, арахис, соя) являются кладезем растительных белков.

Строение белков

Белки являются простыми, но в то же время уникальными по своей структуре. Они образованы мономерами, которые называются аминокислотами. Это единственное органическое вещество живых организмов, в состав которых входит химический элемент азот.

Один белок состоит из двадцати аминокислот. В свою очередь, каждый мономер состоит из атома углерода, к которому присоединяется элемент водород, аминогруппа, карбоксильная группа и радикал. Это группа атомов, по которой аминокислоты отличаются друг от друга. Именно поэтому белки так разнообразны по строению и выполняемым функциям.

Структуры белка

В зависимости от сложности структуры выделяют четыре структуры белка:

Видео: Лекция 2 Сложные белки (Цикл общей биохимии Усачева Степана)

1. Первичная представляет собой цепь из аминокислот, соединенных пептидными связями. Они возникают в местах соединения амино- и карбоксогруппы.

2. Вторичная - аминокислотная цепь закручивается в спираль. Связи, которые образуются в этой структуре, называются водородными.

3. Третичная представляет собой глобулу. Она представляет собой клубок из закрученных спиралей вторичной структуры.

4. Четвертичная - глобулы молекул, представляющие собой совокупность нескольких подобных структур.

Последняя структура может раскручиваться до первичной и наоборот. Эти процессы обратимы и называются де- и ренатурация. Процесс разрушения первичной структуры - деструкция - является необратимым.

Белки: классификация белков

В зависимости от химического состава различают простые и сложные белки. Первые состоят только из аминокислот, в состав вторых дополнительно входит простетическая группа. Она представляет собой компонент небелковой природы.

Видео: За 3 минуты о белках

Классификация простых белков (протеидов) основана на их химической природе. Например, гистоны и протамины обладают основными свойствами, поскольку в большинстве состоят из аргинина. Они являются составным элементом сложных белков и входят в состав клеточных ядер. Проламины являются белками растительного происхождения и в больших количествах содержатся в семенах злаковых. Альбумины и глобулины - составляющие крови человека.

Классификация сложных белков связана с природой простатической группы. Так, в состав гликопротеинов, кроме аминокислот, входят остатки углеводов.

Казеин молока, альбумин птичьих яиц, ихтулин рыбьей икры - также сложные белки. Они называются фосфопротеинами, содержащими структурную часть минеральной кислоты.

Остатки ДНК и РНК вместе с аминокислотами входят в состав нуклеопротеидов, являющихся составной частью клеточных структур.

В плазме крови, ткани легких, митохондриях, клеточных мембранах находятся липопротеины. Их простатическая группа состоит из производных жиров.

Вот так разнообразны по строению белки. Классификация белков также может быть основана на происхождении их аминокислот. Одни из них способны самостоятельно образовываться в организме человека. Они называются заменимыми. Аминокислоты другого типа могут поступить в него только извне. Это незаменимые аминокислоты. Некоторые из них только животного происхождения. Поэтому ученые утверждают, что мясная пища необходима для нормального развития организма человека.

Классификация белков по функциям

По функциональному принципу различают несколько групп этих важнейших органических веществ. Ферментативные белки являются биологическими катализаторами. Они ускоряют протекание химических реакций, при этом не входят в состав ее продуктов. Например, амилаза и мальтаза, входящие в состав слюны человека, расщепляют сложные углеводы до простых уже в ротовой полости. В желудке фермент липаза эмульгирует жиры до мономеров. Существует и группа белков, имеющих противоположное действие, замедляющих скорость протекания реакций. Называются они ингибиторами.

Гормоны являются также веществами белковой природы. В организме человека и животных их выделяют особые органы, которые называются железами. Так, гипофиз, расположенный в основании головного мозга, выделяет гормон роста. Он поступает в кровь, где накапливается, постепенно влияя на количественные изменения в организме.

Защитные белки крови называются антителами. Их функция заключается в нейтрализации чужеродных и вирусных частиц, проникающих в организм. Антитела способны распознавать их и уничтожать путем фагоцитоза - внутриклеточного переваривания. Функционирование защитных белков определяет уровень иммунитета человека, который заключается в способности противостоять заболеваниям вирусного и бактериального характера.

Транспортный белок глобин входит в состав эритроцитов крови, которые осуществляют газообмен. Актин и миозин являются сократительными белками мышечной ткани.

Вот такими разнообразными по строению и возможностям являются белки. Классификация белков основана на особенностях их химического состава и функциональных особенностях.