изображение Белки в организме человека - их виды и функции

Белки в организме человека - их виды и функции

25 апреля 2019 г. 151

Белки - основные органические структуры в организме человека, также их называют протеинами, в переводе с греческого, proteos, означает первый, первичный. Так что protein в переводе с английского означает белок.

Если сказать узконаправленно, жизнь - это способ существования белковых тел (Карл Маркс такое говорил, который является пиар-менеджером капитала, основываясь на словах одноимённой песни Ляписа Трубецкого). Действительно, белковые комплексы выполняют особые и специфические функции в организме человека и всех живых существ на нашей планете.

Протеины составляют вторую, после воды, по количеству, часть живого организма и более 50% массы сухого, обезвоженного остатка клетки по сравнению с другими составляющими (углеводы, жиры и пр.).

20 аминокислот

Протеины состоят из аминокислот

Все белки в организме человека состоят из набора 20 аминокислот, причём в природе их известно несколько сотен, но во всех живых существах используется набор именно из 20-ти одних и тех же. Такие аминокислоты называются протеиногенными (основными), т.е. именно из них в клетке, по переданной от ядра информации, на рибосомах происходит синтез протеиновых молекул.

Существуют ещё 3 аминокислоты, присутствующие в протеиновых молекулах как структурные элементы, но их включение в состав протеинов осуществляется при помощи вариативных, не стандартных участков ДНК, так селеноцистеин встречается в некоторых ферментных белках (энзимах), другие 2 - это пирролизин и N-формилметионин.

Так же в природе существуют правовращающие и левовращающие изомеры, зеркальные отображения друг друга, по-другому они хиральны, но в протеинах флоры и фауны используются именно левовращающие изомеры, т.е. L-аминокислоты, кроме глицина, он не хирален.

По поводу хиральности можно сделать теоретическое предположение, о том что, допустим, существует во Вселенной планета близнец Земли, абсолютно с идентичными условиями существования углеродистых форм жизни (таких же, как у нас). Но все существа на этой планете состояли бы из органических элементов с обратной нашим хиральностью, т.е. их белковые комплексы состоят из D-изомеров аминокислот, а также у них L-глюкоза (у нас D-глюкоза) и так далее.

Так вот, если бы мы оказались на этой планете, то умерли бы с голоду, потому что курочка и картошечка вроде бы такие же, но нашим организмом не могут усваиваться, мы не способны включать эту пищу в свои биохимические реакции.

Структурно аминокислоты состоят из аминной группы, карбоксильной группы и остатка. По способу присоединения остатка к карбоксильной группе они разделяются на α, β, γ-аминокислоты, например α-аланин, и β-аланин. Здесь природа выбрала именно α-аминокислоты в качестве протеиногенных.

Схема структуры протеинов

Структурно белковые молекулы представляют собой состав из последовательно соединенных аминокислот, эта цепочка образует первичную белковую структуру. Далее, при помощи химических внутримолекулярных взаимодействий, цепочка сворачивается сначала во вторичную, третичную и окончательно в четвертичную трёхмерную структуру (глобулярную или фибриллярную), которая полностью готова выполнять свои роли.

Виды белков и их функции в организме человека

В организме человека существует примерно 50 тысяч видов специфичных протеинов, каждый со своей уникальной последовательностью аминокислот в первичной структуре. Все функциональные белковые структуры, во всех органах и тканях постоянно обновляются, некоторые за несколько десятков минут, некоторые за несколько месяцев, такой временной разброс.

Так какова роль протеинов в организме человека? Все мы знаем про белки мышц, ещё может, слышали про коллаген или белки крови. Принято разделять белковые комплексы по группам, согласно выполняемых ими функций, а именно:

    Энзим

  • Ферментные - ускоряющие скорости течения биохимических реакций в миллионы раз. Так же благодаря организованным циклам протекания реакций под действием ферментов все реакции протекают не хаотично, а в одном направлении.
    Самый яркий пример из мира микроорганизмов - это бактерии, окисляющие сурьму ферментативным способом при обычных условиях, хотя для её окисления необходима температура свыше 3000С.
    Открыты были эти бактерии, использующие энергию окисления сурьмы для хемосинтеза (синтеза органических веществ на основе энергии при бактериальном окислении неорганического вещества) в рудных месторождениях в 1974 году.
  • Гормоны и регуляторные виды белков и их роль в организме человека: участвовать в поддержании гомеостаза (постоянства обменных процессов). Это всем известные гормоны инсулин и гормон роста (соматотропин).
    Гормон роста

    Другие специфические белковые молекулы, связываясь с ферментами, либо с участками генома могут регулировать их активность, скорость протекания реакций. Так белок p53, при повреждении в геноме запускает апоптоз или программируемую гибель клетки, т.к. дальнейшее её размножение может привести к образованию опухолей.
  • Протеиновые молекулы, встроенные в клеточные мембраны и выполняющие функции рецепторов. Через них гормоны и прочие биологически активные вещества взаимодействуют с нужными им клетками мишенями. Рецепторные белковые структуры присутствуют также в цитоплазме клетки.
  • Мембранные и транспортные комплексы

  • Протеины, выполняющие транспортные функции. Их существует довольно много и каждый из них имеет специфичность к молекулам вещества, которое будут транспортировать. Так существуют протеины, осуществляющие транспорт питательных и строительных элементов внутрь клетки (глюкозы, ионов микроэлементов, аминокислот и других).
    Другие осуществляют транспорт веществ (холестерина, жирных кислот, стероидных гормонов и прочих) с током крови к целевым тканям. Гемоглобин в красных кровяных тельцах - это транспортный белок для кислорода.
  • Протеины, создающие структуру соединительной ткани. Это коллаген и эластин, из которых строятся связки, сухожилия, оболочки органов, кровеносные сосуды и другие. Они создают прочность и эластичность тканям, в которых присутствуют.
  • Коллаген-эластин и иммуноглобулины

  • Протеиновые структуры, выполняющие защитные от инфекций функции, это иммуноглобулины. Другие защищают от потери крови, являются частью свёртывающей системы крови - фибриноген и тромбин.
  • Актин и миозин

  • И всем известные скелетные мышцы в организме человека, выполняющие сократительные функции. Это актин и миозин.

Можно продолжать разделение по узкоспецифичным функциям, но все основные моменты были перечислены.

Комментарии ()