Какие функции выполняют белки в живом организме: Функции белков в организмах мужчин и женщин: какую роль играют для человека, польза протеинов

Содержание

Белки

Белки (протеины, от греческого protos — первый) занимают важнейшее место в живом организме как по содержанию в клетке (не менее 45% сухой массы), так и по значению в процессах жизнедеятельности. На долю белков приходится 17% общей массы «стандартного человека» (мужчина 26 лет, масса 65 кг). Белок — незаменимая часть пищи и основа жизни.

Белки выполняют важные и разнообразные функции. Исключительную роль в организме играют белки-ферменты, которых насчитывается более тысячи. Они ускоряют биохимические реакции в организме в миллионы и даже в миллиарды раз.

Высокой биологической активностью обладают также белки-гормоны, например инсулин. Известно, что одного грамма инсулина достаточно для уменьшения содержания сахара в крови у 125 000 кроликов.

Белки выполняют структурную роль, участвуя в построении мембран, сократительных элементов мышц, соединительной и костной ткани.

Транспортная функция белков обеспечивает перенос с кровью различных веществ к тканям (кислорода, липидов и др.). Защитная функция белков особого типа (иммуноглобулинов) обеспечивает иммунитет — способ защиты внутреннего постоянства организма от живых тел и веществ, несущих в себе признаки генетически чужеродной информации.

Если пища обеднена углеводами и жирами, особенно в условиях голодания, белки служат также запасными питательными веществами и источниками энергии.

Недостаточность белка в продуктах питания является определяющим фактором в развитии тяжелых нарушений здоровья: алиментарной дистрофии, замедления роста, уменьшения массы тела, снижения защитных сил организма, угнетения эндокринных желез, жировой инфильтрации печени и др. Средняя суточная потребность в белке для регионов нашей страны определена в количестве 80-100 г. Белки состоят из 20 аминокислот. L-аминокислоты обусловливают пищевую и биологическую ценность белков.

Некоторые аминокислоты не могут синтезироваться в организме. Они получили название незаменимых. Такие аминокислоты должны поступать в организм в составе пищи. Сбалансированность незаменимых аминокислот — одно из основных требований к белковому компоненту пищевых продуктов.

Для взрослого человека может быть принята следующая формула сбалансированности незаменимых аминокислот (количество граммов в сутки): триптофана — 1, лейцина — 4-6, изолейцина — 3-4, треонина — 2-3, лизина — 3-5, метионина — 2-4, фенилаланина — 2-4, валина — 3-4 (см. табл. 1).

Под биологической ценностью того или иного индивидуального белка понимают его относительную питательную ценность по сравнению со стандартным белком.

Чем ближе аминокислотный состав белков пищи к составу белка нашего организма, тем он ценнее. С этой точки зрения наиболее ценными источниками белка являются яйца, молоко, мясо. В растительных белках часто не хватает таких незаменимых аминокислот, как лизин, метионин и триптофан. Чтобы получить оптимальное соотношение аминокислот, необходимо стремиться к удачному сочетанию продуктов животного и растительного происхождения.

Например: зернопродукты и молоко, мясо, яйца, рыба; картофель и молоко, молочные продукты; кукуруза и молоко, арахис, рис; бобовые и молоко, рожь; пшеница и арахис, дрожжи.

Потребность организма в белке зависит от ряда причин: с возрастом она снижается, при стрессовых ситуациях, вне зависимости от возраста, — увеличивается.

Двух- и трехразовые ежедневные тренировки спортсменов, высокое нервное напряжение во время соревнований, снижение активности иммунной системы, неблагоприятные погодные условия во время проведения соревнований — все это интенсифицирует обмен белка. При этом потребность организма спортсменов в белке может увеличиваться в два раза по сравнению с нормой.

Белки (аминокислоты) — наиважнейший компонент пищи. Важно знать основные белковые продукты и их пищевую ценность.

Мясо — высокоценный пищевой продукт, богатый источник полноценных животных белков, содержащих все незаменимые аминокислоты в значительных количествах и в наиболее благоприятных соотношениях.

О биологической ценности мяса в основном судят по количеству и качеству содержащихся в нем белков. Наиболее богаты белками (до 20%) говядина, свинина, а также мясо кролика и птицы.

Однако во всех видах мяса имеется некоторое количество соединительной ткани (сухожилия, пленки, суставные сумки и др.). Соединительнотканные белки представлены в основном

коллагеном и эластином, биологическая ценность которых невысока из-за неполного и недостаточного набора незаменимых аминокислот (практически отсутствует триптофан, цистин в небольшом количестве). С другой стороны, в них содержится много заменимой аминокислоты — оксипролина. Соединительнотканные белки плохо усваиваются организмом. Среднее содержание соединительнотканных белков в мясе составляет 12-15% от общего количества белка. Во многом это зависит от сорта мяса и, главное, от какой части туши оно взято. Так, мышцы груди, брюшной части, шеи, конечностей содержат значительное количество соединительной ткани, отличаются большой жесткостью, требуют более длительной кулинарной обработки (продолжительной варки с целью перевести коллаген в растворимое соединение глютин).

Жирность мяса колеблется в широких пределах (от 2 до 50%) и зависит от вида мяса, возраста животного или птицы, части туши. Жиры мяса содержат главным образом насыщенные жирные кислоты, что определяет их высокую температуру плавления и более трудное усвоение организмом. Из всех животных жиров лучшими биологическими свойствами обладает свиной жир, так как в нем содержится некоторое количество полиненасыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой и арахидоновой).

Общее количество минеральных веществ в мясе составляет около 1%. Мясо содержит относительно много калия (до 350 мг в 100 г), фосфора (около 200 мг в 100 г), магния (25-27 мг в 100 г). Многие виды мяса богаты хорошо усвояемым железом (до 3 мг в 100 г). Особенно много железа в печени (в 100 г говяжьей печени около 7 мг, в свиной — свыше 20 мг). Железо в мясе находится в легко воспринимаемой организмом гемоглобинной форме, которая усваивается на 30%, в то время как железо овощей и фруктов усваивается всего на 10%.

Так же хорошо усваиваются содержащиеся в мясе другие минеральные вещества, что обусловливает высокую биологическую ценность этого продукта. Мясо — важнейший источник витаминов группы В. Особенно богато ими телячье и свиное мясо.

Большое значение в пищевом отношении имеют содержащиеся в мясе экстрактивные вещества (креатин, карнозин, пуриновые основания и др.), которые при варке мяса переходят в отвар и придают специфический вкус бульону. Эти вещества являются сильными возбудителями желудочной секреции, именно поэтому крепкие мясные бульоны используются в питании лиц с пониженным аппетитом.

Говядина содержит наиболее полноценные белки, в состав которых входят почти все необходимые организму заменимые и незаменимые аминокислоты.

Телятина, более нежная, чем говядина, включает больше полноценных белков и легче усваивается организмом. Телятина 1-ой и 2-ой категории содержит около 20% белка и 1-2% жира.

Свинина содержит меньше соединительной ткани, чем говядина, что обусловливает ее большую мягкость и нежный вкус. По сортам свинина делится на беконную, мясную и жирную; последняя содержит до 50% жира и всего 12% белка. В питании спортсменов лучше использовать мясную свинину, содержащую в среднем 14% белка и 33% жира. При этом важно учесть, что вырезка свинины содержит 19% белка и 7% жира, а грудинка — соответственно 8% и 63%.

Баранина по сравнению с говядиной содержит больше соединительной ткани, поэтому она более жесткая. По химическому составу баранина 2-й категории примерно соответствует говядине той же категории. Однако в баранине несколько меньше солей калия, фосфора и железа.

Конина 2-ой категории богата полноценными белками (21%), солями калия, железа, при этом она содержит относительно мало жира (4%). По биологической ценности белки конины не уступают белкам говядины.

Мясо кролика — прекрасный диетический продукт, отличающийся высоким содержанием белка (21%), железа, витаминов группы В. В него входят в достаточном количестве калий, фосфор, магний и другие минеральные вещества.

Субпродукты представляют особую ценность для питания. Многие из них характеризуются высоким содержанием минеральных веществ, особенно железа, витаминов, и поэтому рекомендуются лицам с отставанием массы тела, малокровием. Печень особенно богата железом, витаминами А и группы В; в отличие от других мясных продуктов она содержит большое количество аскорбиновой кислоты (витамин С). Язык является диетическим продуктом. В нем содержится мало соединительной ткани, что обеспечивает его высокую усвояемость. Сердце богато минеральными солями, в том числе железом, имеет невысокий процент жира, достаточное количество белка. Мозги содержат меньше белка (12%) и довольно много жира (8,6%), но в их состав входят ценные соединения, богатые фосфором и незаменимыми ненасыщенными жирными кислотами, а это значительно повышает их биологическую ценность. Особенно богато железом легкое (10%), однако в остальном пищевая ценность этого продукта невелика.

Колбасные изделия в основном готовят из говядины и свинины. Многие из них представляют собой высокожировые продукты; количество жира в них колеблется от 13,5% (диетическая колбаса) до 40% и более (различные виды копченых и полукопченых колбас). Последние, особенно с высоким содержанием жира, не рекомендуется использовать в спортивном питании. Сосиски и сардельки отличаются от колбас более нежной консистенцией и отсутствием шпика. Для приготовления сосисок и сарделек высшего сорта используют мясо (говяжье, свиное) молодых животных, которое легко переваривается и усваивается, поэтому этот вид мясной продукции предпочтительнее, чем колбасные изделия.

Наряду с широким ассортиментом колбасных изделий промышленность выпускает мясные продукты из свинины (ветчина, грудинка, корейка, окорок и др.). Они отличаются, как правило, очень высоким содержанием жира (до 50—60%) и поэтому не рекомендуются для систематического употребления.

Консервы мясные, особенно свиные, также характеризуются высоким содержанием жира. Пищевая и биологическая ценность их ниже, чем блюд из свежего мяса, так как в процессе приготовления консервов часто применяют такие технологические приемы, как длительная варка при высокой температуре, автоклавирование и др. Многие консервы готовятся из более низких сортов мяса, поэтому часто содержат в значительном количестве соединительнотканные волокна. Витаминов в мясных консервах меньше, чем в свежих продуктах. Однако при отсутствии натурального мяса консервы могут быть использованы в питании, в основном для приготовления первых и вторых блюд. При употреблении мясных консервов необходимо обращать особое внимание на сроки их изготовления и не использовать продукцию с истекшим сроком хранения.

Мясо кур и бройлерных цыплят содержит более полноценные и лучше усвояемые белки, чем говядина. Белки куриного мяса имеют оптимальный набор незаменимых аминокислот. Количество жира в мясе кур и цыплят довольно велико (в среднем — 16-18%), однако этот жир легко усваивается организмом, так как включает определенное количество ненасыщенных жирных кислот и обладает сравнительно низкой температурой плавления. Куриное мясо содержит необходимый набор минеральных веществ и витаминов. Экстрактивные вещества придают ему приятный запах и вкус.

Рыба наряду с мясом является одним из лучших источников высококачественного белка. Белки рыбы содержат все необходимые для организма незаменимые аминокислоты. В отличие от мяса в белках рыбы имеется в большом количестве такая важная незаменимая аминокислота, как метионин. Преимуществом белков рыбы является низкое содержание соединительнотканных образований. Кроме того, белки соединительной ткани рыб представлены в основном коллагеном, который более легко переходит в растворимую форму — желатин (глютин). Благодаря этому рыба быстро разваривается, ткани ее становятся рыхлыми, легко поддаются воздействию пищеварительных соков, что обеспечивает более полное усвоение пищевых веществ. Белки рыбы усваиваются на 93—98%, в то время как белки мяса — на 87—89%.

Содержание белка в рыбе зависит в основном от ее вида. Так, макрурус содержит 7% белка, а тунец — 24%. В среднем, количество белка в рыбе составляет 16%; треска, хек, камбала, карп содержат именно такое количество белка.

Жир рыбы отличается значительным содержанием полиненасыщенных жирных кислот, общее количество которых у большинства видов рыб колеблется от 1 до 5%, в то время как говядина и баранина имеют эти кислоты в незначительном количестве — от 0,2 до 0,5%. Благодаря высокому содержанию полиненасыщенных жирных кислот жир рыбы легко усваивается организмом. В состав жира входят также различные жироподобные вещества (фосфолипиды, лецитин), обладающие высокой физиологической активностью. Жир рыбы находится в основном в печени (у рыб, относящихся к виду тресковых) и в подкожной клетчатке (у сельдевых и лососевых). Важно знать, что рыбий жир быстро окисляется, и его пищевая ценность при этом снижается.

Мясо почти всех видов рыбы богато минеральными элементами: калием, магнием и особенно фосфором, количество которого доходит до 400 мг на 100 г (камбала). Отдельные виды содержат достаточное количество кальция и железа. Рыба — важный источник витаминов группы В, в печени многих рыб высоко содержание витаминов A, D, E. Морская рыба богата такими редкими элементами, как йод и фтор.

Икра рыбы является ценным пищевым продуктом с высоким содержанием белка (до 30% и более) и жира (около 15%). Икра богата фосфором и калием, водо- и жирорастворимыми витаминами. Молоки рыбы богаты незаменимыми аминокислотами, содержание жира в них низкое.

Соленые и копченые рыбные изделия — менее ценные продукты. Как правило, белки в этих изделиях из-за особенности их переработки гораздо хуже перевариваются и усваиваются. Многие копченые и соленые виды рыб содержат большое количество жира, избыток натрия, бедны витаминами. Сельдь и другие рыбные гастрономические изделия можно использовать в качестве закусок, для возбуждения аппетита. Давать их следует перед основным приемом пищи и в небольших количествах.

Рыбные консервы не рекомендуется широко применять в питании. В процессе приготовления консервов многие ценные качества рыбы теряются. К этому же приводит длительное хранение продукта. Некоторые виды рыбных консервов можно использовать, как и рыбную гастрономию, в качестве закусок и деликатесов (сельдь, кильку, шпроты, икру).

Яйцепродукты являются полноценными источниками всех основных пищевых веществ, необходимых для нормальной жизнедеятельности организма человека. В питании разрешается использовать только куриные яйца, так как яйца водоплавающей птицы (гусей, уток) часто бывают заражены возбудителями тяжелых кишечных инфекций (сальмонеллеза и др.).

Куриное яйцо по сравнению с другими животными продуктами содержит самый полноценный белок, практически полностью усваивающийся организмом. Белок яйца содержит в наиболее оптимальных соотношениях все незаменимые аминокислоты. Жир яйца состоит из жирных кислот, в основном полиненасыщенных, и фосфолипидов, главным образом лецитина (1/3 общего количества жира), оказывающего благоприятное действие на обмен холестерина. Яйца богаты минеральными веществами, особенно фосфором, серой, железом, цинком. Они имеют достаточное количество жирорастворимых витаминов (витамина А столько же, сколько в сливочном масле, а витамина D — в 3,5 раза больше). Кроме того, в яйце довольно высокое содержание витаминов группы В.

Состав белка и желтка куриного яйца неодинаков. Белок яйца почти целиком состоит из веществ, которые легко усваиваются после тепловой кулинарной обработки. Сырой белок яйца усваивается плохо, так как в нем содержатся некоторые соединения, подавляющие действие пищеварительных ферментов (овомукоид, авидин). При непродолжительной варке эти вещества разрушаются, и белок яйца усваивается почти полностью (на 98%). При длительной варке или жарении усвояемость белка несколько понижается из-за его денатурации.

Желток яйца содержит более 30% жира, который находится в нем в виде тончайшей эмульсии и поэтому легко переваривается и усваивается организмом. Почти все минеральные вещества и витамины куриного яйца сосредоточены в желтке, преимущественно в легкоусвояемой форме. Тепловая обработка яйца практически не снижает пищевой ценности продукта, так как яйцо, сваренное в скорлупе, сохраняет все пищевые вещества в неизмененном виде.

БЕЛКИ

БЕЛКИ

Белки, или протеины (в переводе с греческого означает «первые» или «важнейшие»), присутствуют во всех клетках. На их долю у животных приходится около половины сухой массы, у растений – 20–35 %. В белках массовая доля углерода в среднем составляет ~ 50 %, водорода ~ 7 %, кислорода ~ 23 %, азота ~ 16 %, серы ~ 1–3 %. В их составе также встречаются и другие химические элементы.

Белки – наиболее многочисленные и исключительно многообразные по функциям макромолекулы, играющие фундаментальную роль в формировании и поддержании структуры и функций живых организмов. С белками в живом организме связаны такие биологические процессы, как рост, деление, размножение и развитие клеток, реализация наследственной информации, мышечные сокращения, нервная деятельность, обмен веществ и т.д.

Белки – это высокомолекулярные биополимеры, структурную основу которых составляют полипептидные цепи, состоящие из аминокислотных остатков, связанных друг с другом пептидной связью. При их гидролизе образуются аминокислоты. В составе белков встречаются двадцать стандартных аминокислот. Для каждой стандартной аминокислоты существует генетический код, при помощи которого в генах записана информация о кодируемом белке. Кроме двадцати стандартных аминокислот, в составе белка встречаются и другие аминокислоты, они образуются в результате модификации стандартных аминокислот, после того как последние были включены в состав молекулы белка. Например, в составе белка коллагена содержится 5-гидроксилизин, который образуется в результате модификации стандартной аминокислоты лизина:

Кроме аминокислотных остатков, в состав белков могут входить и другие компоненты: ионы металлов, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты и др. Многообразие белков определяется не только их качественным составом, но и числом аминокислотных остатков, и прежде всего порядком их чередования в молекуле. Потенциально разнообразие белков безгранично.

Между аминокислотными остатками в молекуле белка существуют различные химические взаимодействия, это – ковалентные, ионные, водородные связи, гидрофобные взаимодействия, ван-дер-ваальсовы силы.

Отмеченные выше химические связи и взаимодействия принимают участие в формировании структуры белковых молекул. Благодаря пептидным связям образуются полипептидные цепи и, таким образом, формируется первичная структура белка. Пространственная организация белковой молекулы определяется в основном водородными, ионными связями, ван-дер-ваальсовыми силами, гидрофобными взаимодействиями. Водородные связи, возникающие между пептидными группами, определяют вторичную структуру белка. Формирование третичной и четвертичной структуры осуществляется водородными связями, образующимися между радикалами полярных аминокислот, ионными связями, ван-дер-ваальсовыми силами, гидрофобными взаимодействиями. Дисульфидные связи принимают участие в стабилизации третичной структуры.

Белки выполняют разнообразные функции. В связи с этим среди них различают структурные, питательные, запасные, сократительные, транспортные, каталитические, защитные, рецепторные, регуляторные и др. белки.

функций белков | 5 Основные функции, что, где и как

Быстрая навигация

[скрыть]

Белки — самые распространенные органические молекулы на Земле. Они присутствуют в изобилии в каждой живой клетке. Белки — это полимеры, состоящие из тысяч аминокислот, связанных пептидными связями. Длинные цепочки аминокислот, известные как полипептиды, складываются вокруг себя несколькими способами, образуя сложные структуры, называемые белками.

Функции, выполняемые белками, можно разделить на разные категории. Некоторые функции необходимы на клеточном уровне, в то время как другие необходимы для лучшей работы организма в целом. Здесь мы попытаемся понять различные функции, выполняемые белками в нашем организме, на различных примерах.

Все ферменты — это белки

Ферменты — это белки, необходимые для протекания любой химической реакции в нашем организме. Они катализируют биохимическую реакцию, благодаря которой жизнь может продолжаться.

Примером ферментативной реакции в нашем организме является гликолиз. Это процесс высвобождения энергии из молекулы глюкозы. Эта энергия необходима для осуществления нескольких процессов, происходящих внутри клетки. Процесс гликолиза включает около 10 стадий, каждая из которых требует определенного фермента. Отсутствие хотя бы одного фермента останавливает процесс и невозможно получить энергию из глюкозы.

Для синтеза белков также требуются специфические ферменты. Синтез белка включает транскрипцию ДНК в мРНК, а затем трансляцию мРНК рибосомами. Оба эти шага требуют ферментов, которые являются белками. Например;

РНК-полимераза представляет собой фермент, необходимый для соединения нуклеотидов РНК в процессе транскрипции.
Аминоацил-тРНК-синтетаза представляет собой фермент, который присоединяет определенные аминокислоты к тРНК, чтобы ее можно было использовать в синтезе белка.

Таким образом, для всех химических процессов в живых организмах, от получения энергии до образования белков, необходимы ферменты, а все ферменты являются белками. Роль белков как ферментов является наиболее важной и решающей функцией, выполняемой белками.

Функции белков: Они действуют как рецепторы на клеточных мембранах

Белки являются важными компонентами всех клеточных мембран и мембран органелл. Одна из функций этих мембранных белков заключается в том, что они действуют как рецепторы. Гормоны, нейротрансмиттеры и другие сигнальные молекулы связываются с этими рецепторами и передают сигналы клеткам. Таким образом, белки играют роль в клеточной передаче сигналов, которая необходима для скоординированного функционирования всех клеток, присутствующих в нашем организме. Возьмите следующий пример, чтобы понять роль белков как рецепторов.

Инсулин — это гормон, который контролирует уровень глюкозы в крови. Он выполняет свою функцию, связываясь со своим рецептором, который представляет собой белок. Инсулин связывается со своим рецептором, который посылает сигналы для открытия глюкозных каналов, чтобы глюкоза могла поступать из крови в клетки печени и мышц. Если рецепторы инсулина отсутствуют, уровень глюкозы в крови не может регулироваться.

Этот и многие другие примеры в нашем организме доказывают, почему белки необходимы для передачи клеточных сигналов и координации клеточных функций.

Подробнее о тестах на белки

Некоторые гормоны также являются белками

Белки действуют не только как клеточные рецепторы, но и как гормоны. Инсулин и глюкагон — это два гормона, которые по своей природе являются белками. Оба эти гормона необходимы для регулирования уровня глюкозы в крови. Они контролируют поглощение и высвобождение глюкозы клетками, гликолиз и глюконеогенез, а также синтез и расщепление гликогена. Роли этих гормонов в нашем организме перечислены ниже;

Инсулин вырабатывается поджелудочной железой при высоком уровне глюкозы в крови. Он способствует поглощению глюкозы клетками, ее расщеплению, а также хранению в виде гликогена. Он также ингибирует синтез новых молекул глюкозы из неуглеводных источников (глюконеогенез).
Глюкагон высвобождается поджелудочной железой при низком уровне глюкозы в крови. Он способствует расщеплению гликогена с выделением глюкозы. Он также способствует глюконеогенезу.

Белки действуют как транспортные каналы в клеточных мембранах

Белки, присутствующие в клеточных мембранах, также действуют как транспортные каналы. Вещества, непроницаемые через мембраны из-за их размера или заряда, могут проникать в клетку через эти белковые каналы. Один белковый канал специфичен для одного или нескольких веществ. Примеры белковых каналов приведены ниже;

Аквапорины — белковые каналы, обеспечивающие прохождение молекул воды через клетки
GLUT (переносчик глюкозы) — переносчики молекул глюкозы
Натриевые каналы обеспечивают прохождение ионов натрия внутри клетки
Калиевые каналы пропускают через себя только ионы калия
Кальциевые каналы специфичны только для ионов кальция

Это несколько примеров белковых каналов, присутствующих в мембранах.

Белки поддерживают форму и структуру клетки

Это еще одна важная клеточная функция, которую выполняют белки. Цитоскелет состоит из нескольких взаимосвязанных белковых нитей. Белки цитоскелета организованы в виде микротрубочек, микрофиламентов и промежуточных филаментов. Все эти компоненты цитоскелета расположены определенным образом, поддерживающим форму клетки. Важные белки, составляющие цитоскелет, включают актин и тубулин. В отсутствие этих белков клетка не смогла бы сохранить свою структуру.

Белки участвуют в делении клеток

Деление клеток — это процесс, посредством которого зрелая взрослая родительская клетка делится на дочерние клетки. Для этого процесса также необходимы белки.

Во время клеточного деления хромосомы клетки разделяются на две половины путем расползания. Это разделение хромосом осуществляется белками, известными как волокна веретена.

Белки также необходимы для деления цитоплазмы, которое происходит после деления хромосом.

Белки необходимы для транспорта внутри клетки

Специфические транспортные белки необходимы для внутриклеточного транспорта различных веществ. Различные белки, которые участвуют во внутриклеточных белках, известны как моторные белки. Эти белки используют энергию в виде АТФ и путешествуют по микротрубочкам для транспорта различных веществ внутри цитоплазмы клетки. Примером моторных белков является белок кинезин. Он участвует в транспорте различных веществ в аксонах нейронов.

Белки необходимы для транспорта кислорода

Эта функция белков необходима для выживания организма в целом. В этом процессе участвуют два белка: гемоглобин и миоглобин.

Гемоглобин

Это белок, присутствующий в эритроцитах. Гемоглобин состоит из четырех полипептидных цепей, двух альфа-цепей и двух бета-цепей, которые закручены друг вокруг друга. Каждая из этих полипептидных цепей несет одну гемовую группу (содержащую атом железа).

Этот белок отвечает за перенос кислорода из легких в тканевую жидкость. Одна молекула кислорода может соединиться с четырьмя молекулами кислорода. Он связывается с молекулами кислорода, присутствующими в воздухе, при прохождении через легкие. Эти молекулы кислорода высвобождаются, когда кровь проходит через ткани.

Любой недостаток или аномалия гемоглобина ухудшает перенос кислорода кровью. Наши клетки не могут выжить без кислорода. Любое нарушение подачи кислорода приведет к гибели клеток в пораженных тканях.

Миоглобин

Миоглобин — еще один белок, участвующий в транспорте кислорода. Он состоит из одной полипептидной цепи, имеющей гемовую группу. Это цитоплазматический белок, имеющий более высокое сродство к молекулам кислорода, что означает, что он может связываться с кислородом даже при высокой концентрации кислорода. Его функция заключается в транспортировке кислорода из тканевой жидкости к клеткам.

Из-за высокого сродства к кислороду миоглобин высвобождает кислород в очень низких концентрациях. Эта особенность миоглобина отвечает за запасание кислорода в тканях.

Белки необходимы для транспорта различных веществ в крови

Хотя кровь действует как транспортная среда, белки необходимы для удержания и транспорта некоторых веществ, которые не могут растворяться в крови. Эта функция белков также важна для правильного функционирования организма. Ниже приведены некоторые примеры транспортных белков, присутствующих в крови.

Альбумин является основным транспортным белком крови. Он действует как переносчик жирных кислот, стероидов, гормонов щитовидной железы, липофильных препаратов, тяжелых металлов, ионов кальция и билирубина 9.0020
Преальбумин — другой транспортный белок в крови, который переносит стероидные гормоны, тироксин и витамин А
Гаптоглобин — транспортный белок, который переносит любой свободный гемоглобин, присутствующий в плазме
Тироксин-связывающий белок специфичен для гормона щитовидной железы липопротеин, который транспортирует холестерин из тканей в печень
ЛПНП – еще один липопротеин, который транспортирует холестерин из печени в ткани

Белки участвуют в сокращении мышц

Сокращение мышц — это процесс, который позволяет нам выполнять повседневные задачи, такие как ходьба, бег, сидение, стояние, письмо и даже речь. Этот процесс мышечного сокращения также происходит из-за белков. Сократительные белки присутствуют в мышечных волокнах. Эти белки взаимодействуют особым образом, что позволяет мышцам сокращаться и расслабляться. Наиболее важными сократительными являются;

Актин
Миозин
Тропонин

Белки предотвращают отек

Отек — это состояние, при котором избыточная жидкость вытекает из кровеносных сосудов и скапливается в тканях. Потеря жидкости из крови приводит к снижению артериального давления. Это потенциально смертельное состояние, которое может поставить под угрозу эффективную доставку крови к тканям организма.

Белки, присутствующие в крови, известные как белки плазмы, предотвращают просачивание жидкости через капилляры благодаря их осмотическому эффекту. Онкотическое давление, обусловленное белками плазмы, удерживает воду внутри кровеносных сосудов, предотвращая ее утечку в тканевые жидкости, тем самым предотвращая отек. Если эти белки отсутствуют, отеки развиваются на разных участках тела.

Белки защищают наш организм от болезней

Эту функцию выполняют антитела. Антитела или иммуноглобулины – это белки плазмы, которые вырабатываются в ответ на попадание в наш организм различных болезнетворных агентов. Они борются с этими патогенами и защищают наш организм от их вредного воздействия. Если в нашем организме уже присутствуют антитела против возбудителя, они уничтожают возбудителя до того, как он вызовет какое-либо заболевание. Этот процесс известен как иммунитет.

Белки необходимы для пищеварения

Процесс пищеварения включает расщепление сложных веществ, присутствующих в нашем рационе, на более простые, чтобы они могли всасываться в кровь. Расщепление различных пищевых веществ на более простые молекулы происходит в нашей пищеварительной системе ферментами, которые по своей природе являются белками.

Белки также служат запасающими веществами

Белки представляют собой полимеры аминокислот. Они действуют как запасные вещества, в которых хранятся тысячи аминокислот. Эти аминокислоты высвобождаются из белков, когда они необходимы организму. Примерами запасных белков являются;

Казеин, содержащийся в молоке
Альбумин, содержащийся в яйце

Эти белки обеспечивают незаменимые аминокислоты, необходимые организму для производства нескольких белков. Более того, во время голодания белки, присутствующие в организме, также могут использоваться в качестве источника энергии для обеспечения калорий, необходимых для выполнения различных функций организма.

Белки контролируют экспрессию генов

Экспрессия генов — это процесс, при котором информация в определенном гене копируется в форму мРНК, а затем эта мРНК используется рибосомами для создания белка, кодируемого этим геном.

Этот процесс экспрессии генов контролируется факторами транскрипции. Эти факторы транскрипции позволяют транскрипцию генов только тех белков, которые в данный момент необходимы организму.

Факторы транскрипции также являются белками по своей природе. Таким образом, белки регулируют свой собственный синтез, регулируя экспрессию генов.

Резюме

Белки представляют собой полимеры, состоящие из аминокислот. Они участвуют практически во всех процессах, происходящих в нашем организме. Краткое изложение функций, выполняемых белками, выглядит следующим образом;

В качестве ферментов белки необходимы для всех химических процессов в живых организмах
В качестве гормонов и клеточных рецепторов они необходимы для клеточной передачи сигналов и координации
В качестве транспортных каналов белки необходимы для проникновения ионов и более крупных в клетки
Являясь компонентами цитоскелета, они сохраняют форму клеток
Веретеновидные волокна — белковые волокна, необходимые для деления клеток
Гемоглобин и миоглобин — белки, необходимые для транспорта кислорода
Альбумин и другие белки плазмы необходимы для транспорта липидов, лекарств и других веществ в крови
Сократительные белки необходимы для сокращения мышц
Антитела — это белки, которые защищают наш организм от вредных болезней
Белки плазмы поддерживают жидкость баланс в нашем организме
Они регулируют экспрессию генов
Белки также обеспечивают организм энергией во время голодания

Часто задаваемые вопросы

Какие примеры белков можно привести?

Некоторые примеры белков включают альбумин, глобулины, коллаген, эластин, гемоглобин и т. д.

Каковы функции альбумина?

Альбумин является наиболее распространенным белком плазмы. Его основная функция заключается в обеспечении онкотического давления. Он также выступает в роли переносчика для транспортировки гидрофобных веществ в крови. Транспортирует липиды, жирные кислоты, билирубин, кальций, тяжелые металлы и др.

Каковы функции коллагена?

Коллаген — это структурный белок, содержащийся в костях, хрящах, связках и т. д. Он обеспечивает прочность и поддержку этих структур.

Каковы функции антител?

В плазме обнаруживаются антитела или иммуноглобулины. Они идентифицируют антигены и связываются с ними. Они являются важным компонентом гуморального иммунитета.

Ссылки

Лодиш Х., Берк А., Мацудайра П., Кайзер К.А., Кригер М., Скотт М.П., Зипуркси С.Л., Дарнелл Дж. (2004). Молекулярно-клеточная биология (5-е изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк: WH Freeman and Company
Чжан С., Ким С. Х. (февраль 2003 г.). «Обзор структурной геномики: от структуры к функции» . Текущее мнение в области химической биологии. 7 (1): 28–32. doi : 10.1016/S1367-5931(02)00015-7 . PMID 12547423
Sleator RD (2012). «Предсказание функций белков». Функциональная геномика. Методы молекулярной биологии. 815 . стр. 15–24. doi : 10.1007/978-1-61779-424-7_2 . ISBN 978-1-61779-423-0 . PMID 22130980

Роль белков в организме — Science Learning Hub

Добавить в коллекцию

+ Создать новую коллекцию

0 из аминокислот. Они закодированы нашими генами и составляют основу живых тканей. Они также играют центральную роль в биологических процессах. Например, белки катализируют реакции в нашем организме, транспортируют такие молекулы, как кислород, поддерживают наше здоровье как часть иммунной системы и передают сообщения от клетки к клетке.

Синтез белка

Ген — это сегмент молекулы ДНК, который содержит инструкции, необходимые для создания уникального белка. Все наши клетки содержат одни и те же молекулы ДНК, но каждая клетка использует разную комбинацию генов для создания определенных белков, необходимых ей для выполнения своих специализированных функций.

Синтез белка состоит из 2 основных стадий. 1-й этап известен как транскрипция, где формируется молекула-мессенджер (мРНК). Эта молекула транскрибируется с молекулы ДНК и несет копию информации, необходимой для создания белка. На 2-м этапе молекула мРНК покидает ядро и направляется в цитоплазму, где клеточные рибосомы считывают информацию и начинают собирать белок в процессе, называемом трансляцией 9.0003

Во время трансляции рибосомы считывают последовательность мРНК, состоящую из трех оснований. Каждая из этих трехбуквенных комбинаций (называемых кодонами) кодирует определенную аминокислоту. Например, последовательность оснований ТТТ кодирует аминокислоту лизин.

Имеется 4 основания (аденин, тимин, гуанин и цитозин) и, следовательно, 64 (4 ³ ) возможных кодонов, указанных с использованием комбинации из 3 оснований. Однако для построения всех белков в нашем организме требуется всего 20 аминокислот (некоторые аминокислоты определяются более чем одним кодоном). Именно определенная последовательность аминокислот определяет форму и функцию белка.

На синтез белка, как и на многие другие биологические процессы, могут влиять факторы окружающей среды. К ним относятся материнское питание, температурный стресс, уровень кислорода и воздействие химических веществ

Различные типы белков

В нашем организме содержится множество различных типов белков. Все они играют важную роль в нашем росте, развитии и повседневном функционировании. Вот несколько примеров:

Ферменты — это белки, которые облегчают биохимические реакции, например, пепсин — это пищеварительный фермент в желудке, который помогает расщеплять белки в пище.
Антитела — это белки, вырабатываемые иммунной системой для удаления чужеродных веществ и борьбы с инфекциями.
ДНК-ассоциированные белки регулируют структуру хромосом во время клеточного деления и/или играют роль в регуляции экспрессии генов, например, гистоны и когезиновые белки
Сократительные белки участвуют в сокращении и движении мышц, например, актин и миозин
Структурные белки обеспечивают поддержку в нашем организме, например, белки в наших соединительных тканях, такие как коллаген и эластин.
Гормональные белки координируют функции организма, например, инсулин контролирует концентрацию сахара в крови, регулируя поглощение глюкозы клетками.
Транспортные белки перемещают молекулы по нашему телу, например, гемоглобин переносит кислород через кровь.

Альтернативные роли белков

Каждый белок играет определенную роль в нашем организме. Однако ученые обнаружили, что некоторые белки выполняют более 1 роли.