Білки та їх біологічне значення

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗМІСТ

1. Загальна характеристика білків

2. Хімічна будова білків, структура білкової молекули

3. Функції білків

4. Класифікація білків

5. Фізичні та хімічні властивості білків

6. Біологічне значення білків

1. Загальна характеристика білків

Із органічних речовин, що входять в склад живих організмів, найбільш важливе в біологічному відношенні і найбільш складні по хімічній структурі є якраз білки. З ними ми зустрічаємось всюди, там де має місце життя, та його прояви.

Термін „білки” виник вперше в зв'язку із знаходженням в тканинах тварин і рослин речовин, що подібні по деяких своїх властивостях з яєчним білком (при нагріванні вони розкладаються). Ці речовини Мульдер в 1838 р. назвав протеїнами (з грец. proteous - перший), тобто вони являються важливими складовими живої матерії, без якої неможливе життя. Тепер слово „білки” це збірне поняття для цілого класу речовин, які мають багато спільного в складі та властивостях, що присутні в кожній живій клітині і утворюють там основну масу протоплазми.

Класичне визначення ролі білків як основи живого дано сто років тому що „життя це форма існування білкових тіл”. Ця фраза стала крилатою, в ній підкреслюється вирішальне значення білків для життя.

2. Хімічна будова білків, структура білкової молекули

При хімічному аналізі білків були визначені їх складові елементи.

Елементарний склад білків в процентах від молекулярної маси буде наступний:

С - 50 - 54%

Н - 6,5 - 7,3%

О - 21,5 - 23,5%

N - 15 - 17%

S - 0,3 - 2,5%

білок хімічний молекула біологічний

В склад білків входять також: P, J, Fe, Si і т.д.

Найбільш постійним в складі білка є азот.

При вивченні хімічної структури простого білка було встановлено, що основною його структурною одиницею - мономером - являються амінокислоти. Таким чином білки - це високомолекулярні, органічні, N - вмісні біополімери, які складаються в основному з амінокислот.

Так як в алфавіті з букв складаються слова, так з 20 амінокислот може утворитися безмежна кількість білків. Специфічна, унікальна для кожного окремого білка послідовність амінокислот - наз. первинною структурою.

Білки - це високомолекулярні, органічні, азотовмісні біополімери, які складаються в основному з амінокислот.

В поліпептидних ланцюгах амінокислотні залишки повторюються багато разів. При цьому кожний індивідуальний білок має свою строгу послідовність амінокислотних ланок. На сьогоднішній час для ряду білків встановлена їх первинна структура наприклад для інсуліну - білка гормона підшлункової залози.

Послідуючі дослідження показали, що поліпептидний ланцюг знаходиться в закрученому вигляді -спіралі.

Дана спіралізація забезпечується водневими зв'язками, які виникають між залишками карбоксильних і амідних груп, розміщених на протилежних витках спіралі.

Водневий зв'язок утворюється між двома сильно негативними атомами. Скручений в спіраль поліпептидний ланцюг, що з'єднаний водневими зв'язками дає нам - вторинну структуру білка. Ще складнішу просторову конфігурацію білка має третинна структура білка. Третинна структура підтримується взаємодією між функціональними групами R-поліпептидного ланцюга.

Зближення може давати сольовий місток, карбоксильна з гідроксилом дає складно ефірний місток, атоми сірки дисульфідні (-S-S-) містки.

Третинна структура зумовлює специфічну біологічну активність білка. У живих організмах є ще складніші конфігурації білка типу четвертинного структури.

3. Функції білків

Білки - незамінний будівельний матеріал. Однієї з найважливіших функцій білкових молекул є пластична. Усі клітинні мембрани містять білок, роль якого тут різноманітна. Кількість білка в мембранах складає більш половини маси.

Багато білків мають скорочувальну функцію. Це насамперед білки актин і міозин, що входять у м'язові волокна вищих організмів. М'язові волокна - міофибрили- являють собою довгі тонкі нитки, що складаються з рівнобіжних більш тонких м'язових ниток, оточених внутрішньоклітинною рідиною. У ній розчинені аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), необхідна для здійснення скорочення, глікоген - живильна речовина, неорганічні солі і багато інших речовин, зокрема кальцій.

Велика роль білків у транспорті речовин в організмі. Маючи різні функціональні групи і складну будівлю макромолекули, білки зв'язують і переносять зі струмом крові багато з'єднань. Це насамперед гемоглобін, що переносить кисень з легень до кліток. У м'язах цю функцію бере на себе ще один транспортний білок - міоглобін.

Ще одна функція білка - запасна. До запасних білок відносять ферритин - залізо, овальбумин - білок яйця, казеїн - білок молока, зеин - білок насінь кукурудзи.

Регуляторну функцію виконують білки-гормони. Гормони - біологічно активні речовини, що впливають на обмін речовин. Багато гормонів є білками, чи поліпептидами окремими амінокислотами. Одним з найбільш відомих білків-гормонів є інсулін.

Регуляторну функцію виконують і білки, що містяться в щитовидній залозі - тиреоглобулины, молекулярна маса яких близько 600000. Ці білки містять у своєму складі йод. При недорозвиненні залози порушується обмін речовин.

Інша функція білків - захисна. На її основі створена галузь науки, названа імунологією.

Останнім часом в окрему групу виділені білки з рецепторною функцією. Є рецептори звукові, смакові, світлові й інші рецептори.

Варто згадати і про існування білкових речовин, що гальмують дію ферментів. Такі білки володіють інгібіторними функціями. При взаємодії з цими білками фермент утворює комплекс і втрачає свою активність цілком чи частково. Багато білків - інгібітори ферментів - виділені в чистому виді і добре вивчені.

4. Класифікація білків

Всі білки в залежності від будови діляться на прості і складні.

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Протеїни - практично зустрічаються в усіх тваринних і рослинних клітинах, в більшості рідин організму (плазмі крові, сиворотці молока і т.д.).

Амбуліни менші по масі від глобулінів та розинні у воді, а глобуліни в нейтральних солях. Прості білки складаються тільки з амінокислот.

Протеїди - складаються з білкової та небілкової групи.

а) нуклеопротеїди - небілкова частина відноситься до нуклеїнових кислот;

б) небілкова частина хромопротеїдів забарвлені сполуки;

в) фосфопротеїди - мають у складі залишки фосфорної кислоти;

г) ліпопротеїди - небілкова частина - жири;

д) глюкопротеїди - небілкова частина - вуглеводи.

З вище сказаного видно яку різноманітну роль відіграють білки в організмі.

Вони контролюють тисячі хімічних реакцій, на них тримається вся біоенергетика - живлення, дихання, м'язове скорочення, білкові гормони розкачують маятник наших емоцій, імунітет теж залежить від білків.

За елементарним складом білки відрізняються від жирів і вуглеводів тим, що, крім вуглецю, водню і кисню, їх молекули містять азот. Крім того, всі рослинні і більшість тваринних білків мають у своєму складі сірку (0,3 - 2,5%). Деякі фізіологічно важливі білки містять фосфор (0,5-0,6%).

Білки - високомолекулярні сполуки. Найбільш точно можна обчислити молекулярні масу білків за швидкістю дифузії їх з розчину в чистий розчинник через пористу скляну перетинку і за швидкістю осідання в ультрацентрифугах, що дають до 80 000 обертів в хвилину. Визначена різними методами молекулярна маса коливається від кількох тисяч до 10 і більше міліонів (віруси сказу, віспи).

За формулою молекул розрізняють білки фіблилярні (нитчасті) і глобулярні (кулясті). До першої групи належать білки волосся, вовни, мускульної тканини, до другої - більшість білків рослинних і тваринних організмів.

5. Фізичні та хімічні властивості білків

Одна з основних властивостей білків - це їхня здатність під впливом різних факторів змінювати свою структуру і властивості. Ця зміна може мати тимчасовий або постійний характер, але в обох випадках амінокислотна послідовність білка залишається незмінною. Такий процес порушення природної структури (вторинної - четвертинної) білка називається денатурацією.

При денатурації молекула розгортається і втрачає здатність виконувати свою біологічну функцію. Спричинити денатурацію білків можуть такі фактори:

1. Нагрівання або дія інфрачервоного або ультрафіолетових променів.

(Кінетична енергія викликає сильну вібрацію атомів білка, внаслідок чого слабкі водневі і іонні зв'язки розриваються. Білок згортається (коагулює).)

2. Сильні кислоти, сильні луги і концентровані розчини солей.

(Іонні зв'язки розриваються і білок коагулює. Довготривала дія реагенту може викликати розрив і пептидних зв'язків.)

3. Важкі метали.(Катіони утворюють міцні зв'язки з карбоксил-аніонами і часто викликають розриви іонних зв'язків. Вони також знижують електричну поляризацію білка, зменшуючи його розчинність. Внаслідок цього білок, який містився в розчині, випадає в осад.)

4. Органічні розчинники.(Дані реагенти порушують гідрофобні взаємодії і утворюють зв'язки з гідрофобними (неполярними) групами. В результаті розриваються і внутрішньомолекулярні водневі зв'язки. Використання спирту як дезинфікуючого засобу основане на тому, що він викликає денатурацію білка тих чи інших бактерій. Інколи денатурований білок може спонтанно відновити свою початкову структуру. Це може відбутись на початкових стадіях денатурації за умови припинення дії факторів, що спричиняють цей процес. Таке явище має назву ренатурації (від лат. ре - префікс, який означає поновлення).

Процес порушення первинної структури білків називають деструкцією (від лат. деструкціо - руйнування). Він завжди має незворотний характер.

6. Біологічне значення білків

Білки є насамперед незамінним пластичним матеріалом, потрібним для побудови клітини і тканини. Вони відіграють велику роль у процесах росту, розмноженням, передачі організмом спадкових властивостей. Білки входять до складу ферментів і гормонів. Білки, як і жири та вугливоди, є важливим джерелом енергії в організмі. Енергетична роль білків має особливе значення при тяжких захворюваннях, на останніх стадіях голодівання організму тощо.

В промисловості білки використовують як сировину для різних виробництв. Так, з шерсті і шовку з давніх часів виготовляють тканини. З рогу і панцера черепахи виробляють гудзики, гребінці та інші дрібні речі. Білки кістое, хрящів і обрізків шкіри при кип'ятінні з водою утворюють клей.

Размещено на Allbest.ru