Разное

Справочник :: Бингоскул

alexxlab 21.03.1973 no Comments

Содержание

Функции белка в организме

☰

Белки в живых организмах выполняют множество важных функций. Поэтому в организмах существует множество различных белков.

Ферментативная функция белков заключается в том, что они служат катализаторами различных химических реакций, протекающих в организме. Ферментативную функцию по-другому называют каталитической. При катализе происходит ускорение химических реакций, причем это ускорение может быть даже в миллионы раз.

Белков-ферментов тысячи, каждый из них обслуживает свою химическую реакции или группу схожих реакций. По типу обслуживаемых реакций ферменты делят на классы. Например, оксидоредуктазы катализируют окислительно-восстановительные реакции, гидролазы обеспечивают гидролиз химических связей и т. д. Реакцию катализирует не вся молекула фермента, а только ее так называемый активный центр. Он включает часть молекулы, которая связывает субстрат (молекулу, которая подвергается превращению), и несколько аминокислот (часто не вместе расположенных), которые обеспечивают саму реакцию.

Белки выполняют структурную функцию. Они входят в состав клеточных мембран и органоидов, межклеточного вещества (белки коллаген и эластин), волос, ногтей и т. п. (кератин).

Двигательная функция белков заключается в сокращении мышц (актин и миозин), обеспечении движения клеток, их ресничек и жгутиков.

Существуют белки, которые обеспечивают перенос различных веществ как внутри клетки, так и по всему организму. Такие белки обеспечивают транспортную функцию. Они легко связываются с субстратом, когда его концентрация высока, и легко высвобождают его при низкой концентрации. К транспортным белкам относится гемоглобин. В легких он связывает кислород и высвобождает углекислый газ, а в тканях наоборот.

Ряд белков, входящих в состав мембран клеток, обеспечивают транспорт малых молекул через мембрану. Такой транспорт может быть как пассивным (белки-каналы), так и активным (белки-переносчики).

Регуляторная и сигнальная функции белков разнообразны. Многие внутриклеточные процессы (клеточный цикл, транскрипция и трансляция, активация или подавление активности других белков и т. д.) регулируются белками.

Многие гормоны — это белки, переносимые кровью. Когда гормон связывается с определенным рецептором, то клетка получает сигнал, в результате чего в ней запускается ответная реакция. Гормоны регулируют концентрации веществ, процесс роста, период размножения и др.

Клетки взаимодействуют между собой посредством сигнальных белков, которые передаются через межклеточное вещество. Например, такие сигналы могут стимулировать или подавлять рост клеток. Таким образом обеспечивается согласованность работы клеток той или иной системы органов.

Выделяют рецепторную функцию белков. Белки-рецепторы могут находиться как в цитоплазме, так и в мембранах. Когда на рецептор действует химическое вещество или физический стимул (свет, давление и др), то он изменяется. Это изменение молекулы передается в другие части клетки, посредством катализа определенной реакции, прохождения ионов или связывания молекул-посредников.

Защитная функция белков также весьма разнообразна. Коллаген и кератин обеспечивают не только структурную функцию, но и физическую защиту организма. Также физически организм защищают фибриногены и тромбины, свертывающие кровь в местах ранения (контакта с воздухом).

Белки обеспечивают химическую защиту, связывая и расщепляя чужеродные токсины или вырабатывая свои (для защиты от других организмов).

Защитными белками являются антитела, которые обезвреживают микроорганизмы и чужеродные белки. Так белки обеспечивают иммунную защита.

Если в организме возникает дефицит углеводов и жиров, то белки, распадаясь до конечных продуктов, могут выполнять энергетическую функцию.

Белки могут запасаться как источник энергии и источник аминокислот (например, в яйцеклетках). Это запасающая функция белков.

Функции белков в организме | Химия онлайн

Функции белков в природе универсальны. Белки входят в состав всех живых организмов. Мышцы, кости, покровные ткани, внутренние органы, хрящи, шерсть, кровь — все это белковые вещества.

Растения синтезируют белки из углекислого газа и воды за счет фотосинтеза. Животные организмы получают, в основном, готовые аминокислоты с пищей и на их базе строят белки своего организма.

Ни один из известных нам живых организмов не обходится без белков. Белки служат питательными веществами, они регулируют обмен веществ, исполняя роль ферментов – катализаторов обмена веществ, способствуют переносу кислорода по всему организму и его поглощению, играют важную роль в функционировании нервной системы, являются механической основой мышечного сокращения, участвуют в передаче генетической информации и т.д.

Видеофильм «Функции белков»

Разнообразные функции белков определяются a-аминокислотным составом и строением их высокоорганизованных макромолекул.

1. Каталитическая (ферментативная) функция

Каталитическая функция — одна из основных функций белков. Абсолютно все биохимические процессы в организме протекают в присутствии катализаторов – ферментов. Все известные ферменты представляют собой белковые молекулы.

Белки – это очень мощные катализаторы. Они ускоряют реакции в миллионы раз, причем для каждой реакции существует свой фермент.

В настоящее время известно свыше 2000 различных ферментов, которые являются биологическими катализаторами.

Например, фермент пепсин расщепляет белки в процессе пищеварения.

Даже такая простая реакция как гидратация углекислого газа катализируется ферментом карбоангидразой.

Ферменты катализируют реакции расщепления сложных молекул (катаболизм) и их синтеза (анаболизм), а также репликации ДНК и матричного синтеза РНК.

2. Транспортная функция

Некоторые белки способны присоединять и переносить (транспортировать) различные вещества по крови от одного органа к другому и в пределах клетки.

Например, альбумины крови транспортируют липиды и высшие жирные кислоты (ВЖК), лекарственные вещества, билирубин.

Белок эритроцитов крови гемоглобин соединяется в легких с кислородом, превращаясь в оксигемоглобин. Достигая с током крови органов и тканей, оксигемоглобин расщепляется и отдает кислород, необходимый для обеспечения окислительных процессов в тканях.

Белок миоглобин запасает кислород в мышцах.

Специфические белки-переносчики обеспечивают проникновение минеральных веществ и витаминов через мембраны клеток и субклеточных структур.

3. Защитная функция

Защитную функцию выполняют специфические белки (антитела — иммуноглобулины), которые вырабатываются иммунной системой организма. Они обеспечивают физическую, химическую и иммунную защиту организма путем связывания и обезвреживания веществ, поступающих в организм или появляющихся в результате жизнедеятельности бактерий и вирусов.

Например, белок плазмы крови фибриноген участвует в свертывании крови (образовывает сгусток). Это защищает организм от потери крови при ранениях.

Альбумины обезвреживают ядовитые вещества (ВЖК и билирубин) в крови.

Антитела, вырабатываемые лимфоцитами, блокируют чужеродные белки. Интерфероны — универсальные противовирусные белки.

Многие живые существа для обеспечения защиты выделяют белки, называемые токсинами, которые в большинстве случаев являются сильными ядами. В свою очередь, некоторые организмы способны вырабатывать антитоксины, которые подавляют действие этих ядов.

4. Сократительная (двигательная) функция

Важным признаком жизни является подвижность, в основе которой лежит данная функция белков, таких как актин и миозин – белки мышц. Кроме мышечных сокращений к этой функции относят изменение форм клеток и субклеточных частиц.

B результате взаимодействия белков происходит передвижение в пространстве, сокращение и расслабление сердца, движение других внутренних органов.

5. Структурная функция

Структурная функция — одна из важнейших функций белков. Белки играют большую роль в формировании всех клеточных структур.

Белки – это строительный материал клеток. Из них построены опорные, мышечные, покровные ткани.

Некоторые из них (коллаген соединительной ткани, кератин волос, ногтей, эластин стенок кровеносных сосудов, фиброин шелка и др.) выполняют почти исключительно структурную функцию.

Кератин синтезируется кожей. Волосы и ногти – это производные кожи.

В комплексе с липидами белки участвуют в построении мембран клеток и внутриклеточных образований.

6. Гормональная (регуляторная) функция

Регуляторная функция присуща белкам-гормонам (регуляторам). Они регулируют различные физиологические процессы.

Например, наиболее известным гормоном является инсулин, регулирующий содержание глюкозы в крови. При недостатке инсулина в организме возникает заболевание, известное как сахарный диабет.

Интересно знать!

В плазме некоторых антарктических рыб содержатся белки со свойствами антифриза, предохраняющие рыб от замерзания, а у ряда насекомых в местах прикрепления крыльев находится белок резилин, обладающий почти идеальной эластичностью. В одном из африканских растений синтезируется белок монеллин с очень сладким вкусом.

7. Питательная (запасная) функция

Питательная функция осуществляется резервными белками, которые запасаются в качестве источника энергии и вещества.

Например: казеин, яичный альбумин, белки яйца обеспечивают рост и развитие плода, а белки молока служат источником питания для новорожденного.

8. Рецепторная (сигнальная) функция

Некоторые белки (белки-рецепторы), встроенные в клеточную мембрану, способны изменять свою структуру под воздействием внешней среды. Так происходит прием сигналов извне и передача информации в клетку.

Например, действие света на сетчатку глаза воспринимается фоторецептором родопсином.

Рецепторы, активизируемые низкомолекулярными веществами типа ацетилхолина, передают нервные импульсы в местах соединения нервных клеток.

9. Энергетическая функция

Белки могут выполнять энергетическую функцию, являясь одним из источников энергии в клетке (после их гидролиза). Обычно белки расходуются на энергетические нужды в крайних случаях, когда исчерпаны запасы углеводов и жиров.

При полном расщеплении 1 г белка до конечных продуктов выделяется 17,6 кДж энергии. Но в качестве источника энергии белки используются крайне редко. Аминокислоты, высвобождающиеся при расщеплении белковых молекул, используются для построения новых белков.

Белки

что является основными ферментативными функциями рибосомы или углеводов в организме и таблица об этом

Функции белков в природе универсальны. Белки входят в состав всех живых организмов. Мышцы, кости, покровные ткани, внутренние органы, хрящи, шерсть, кровь — все это белковые вещества.

Функции белков в организме

Ни один из известных нам живых организмов не обходится без белков.

Белки служат питательными веществами, они регулируют обмен веществ, исполняя роль ферментов – катализаторов обмена веществ, способствуют переносу кислорода по всему организму и его поглощению, играют важную роль в функционировании нервной системы, являются механической основой мышечного сокращения, участвуют в передаче генетической информации и т.д.

Каталитическая (ферментативная) функция

Каталитическая функция — одна из основных функций белков. Абсолютно все биохимические процессы в организме протекают в присутствии катализаторов – ферментов. Все известные ферменты представляют собой белковые молекулы.

В настоящее время известно свыше 2000 различных ферментов, которые являются биологическими катализаторами.

Например, фермент пепсин расщепляет белки в процессе пищеварения.

Даже такая простая реакция как гидратация углекислого газа катализируется ферментом карбоангидразой.

Транспортная функция

Белки транспортируют липиды (липопротеиды), углеводы (гликопротеиды), ионы металлов (глобулины), кислород и углекислый газ (гемоглобин), некоторые витамины, гормоны и др. Например, альбумины крови транспортируют липиды и высшие жирные кислоты (ВЖК), лекарственные вещества, билирубин.

Белок эритроцитов крови гемоглобин соединяется в легких с кислородом, превращаясь в оксигемоглобин.

Достигая с током крови органов и тканей, оксигемоглобин расщепляется и отдает кислород, необходимый для обеспечения окислительных процессов в тканях.

Белок миоглобин запасает кислород в мышцах. Специфические белки-переносчики обеспечивают проникновение минеральных веществ и витаминов через мембраны клеток и субклеточных структур.

Защитная функция

Например, белок плазмы крови фибриноген участвует в свертывании крови (образовывает сгусток). Это защищает организм от потери крови при ранениях. Альбумины обезвреживают ядовитые вещества (ВЖК и билирубин) в крови.

Сократительная (двигательная) функция

Структурная функция

Белки – это строительный материал клеток. Из них построены опорные, мышечные, покровные ткани.

В комплексе с липидами белки участвуют в построении мембран клеток и внутриклеточных образований.

Гормональная (регуляторная) функция

Интересно знать! В плазме некоторых антарктических рыб содержатся белки со свойствами антифриза, предохраняющие рыб от замерзания, а у ряда насекомых в местах прикрепления крыльев находится белок резилин, обладающий почти идеальной эластичностью. В одном из африканских растений синтезируется белок монеллин с очень сладким вкусом.

Питательная (запасная) функция

Рецепторная (сигнальная) функция

Например, действие света на сетчатку глаза воспринимается фоторецептором родопсином.

Энергетическая функция

Источник: https://himija-online.ru/organicheskaya-ximiya/belki/funkcii-belkov-v-organizme.html

Функции белков в клетке:

Строительная – обусловлена наличием белка во всех клеточных структурах. (Форма всех органелл клетки зависит от структуры белков).
Каталитическая – реакции в клетке без ферментов идут медленно, так как концентрации исходных веществ (субстратов) в клетке малы. Обычно размеры молекул ферментов больше, чем размеры субстратов. Например, молекулярная масса каталазы, разрушающей пероксид водорода Н2О2, равна 250000, а самого пероксида – 34. Активный центр фермента – лишь небольшой участок его молекулы, на котором и происходит сама реакция. Фермент сравнивают с замком, а субстрат – с ключом, так как они должны точно подходить друг другу. Каждая реакция катализируется своим ферментом, однако существуют ферменты, которые катализируют несколько реакций.
Двигательная – все движения обусловлены работой двигательных (сократительных) белков. В мышечных клетках при сокращении нитей более активна внедрённая между волокнами миозина за счёт энергии АТФ.
Транспортная – белок гемоглобин транспортирует кислород и углекислый газ в организме. Через мембраны происходит транспорт различных веществ (сахар, ионы и др.).
Защитная – осуществляется с помощью антител и антигенов. Антитела – белковые структуры β-лимфоцитов избирательно связывающиеся с чужеродными белками и клетками. Антигены – белки на поверхности клетки или в растворе, по которым Т-лимфоциты различают свои клетки и чужеродные. Убитые или ослабленные бактерии и вирусы (вакцины) несут свои антигены. При введении их в организм иммунная система вырабатывает антитела, что препятствует заболеванию.
Энергетическая – белки являются источниками энергии. 1г белка при окислении даёт 17,6 кДж. Белок при разрушении образует СО2, Н2О, Nh4. Аммиак Nh4 ядовит, поэтому в печени он превращается в мочевину и мочевую кислоту.
Регуляторная – пептидные гормоны, выделяемые железами внутренней секреции, изменяют обмен веществ в клетках определенных тканей.

Инсулин активирует захват молекулы глюкозы клеткой и синтез из неё гликогена. Без инсулина клетки голодают, так как не поглощают глюкозу, в результате чего развивается сахарный диабет. Т-лимфоциты передают с помощью белков информацию о чужеродных клетках β-лимфоцитам.

ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Свойства белков так же разнообразны, как и функции. Одни растворяются в воде и образуют коллоидные растворы, другие растворяются в разбавленных растворах солей. Некоторые нерастворимы, например, белки кожи.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

В радикалах АК-остатков белков содержатся различные функциональные группы, способные вступать в химические реакции:

восстановления;
этерификации;
лкилирования;
нитрования.

Будучи амфотерным соединением белок реагирует и с кислотами, и со щелочами.

Источник: https://megaobuchalka.ru/9/32081.html

Функции белков

Работа и функции белков лежат в основе структуры любого организма и всех протекающих в нем жизненных реакций. Любые нарушения этих белков приводят к изменению самочувствия и нашего здоровья. Необходимость изучения строения, свойств и видов белков кроется в многообразии их функций.

Первые слова из определения Ф.Энгельсом понятия жизни «Жизнь есть способ существования белковых тел, …. » до сих пор, по прошествии полутора веков, не потеряли своей правильности и актуальности.

Структурная функция

Вещество соединительной ткани и межклеточный матрикс формируют белки коллаген, эластин, кератин, протеогликаны.

Непосредственно участвуют в построении мембран и цитоскелета (интегральные, полуинтегральные и поверхностные белки) – спектрин (поверхностный, основной белок цитоскелета эритроцитов), гликофорин (интегральный, фиксирует спектрин на поверхности).

К данной функции можно отнести участие в создании органелл – рибосомы.

Ферментативная функция

Все ферменты являются белками. В то же время есть данные о существовании рибозимов, т.е. рибонуклеиновых кислот, обладающих каталитической активностью.

Гормональная функция

Регуляцию и согласование обмена веществ в разных клетках организма осуществляют гормоны. Такие гормоны как инсулин и глюкагон являются белками, все гормоны гипофиза являются пептидами или небольшими белками.

Рецепторная функция

Эта функция заключается в избирательном связывании гормонов, биологически активных веществ и медиаторов на поверхности мембран или внутри клеток.

Транспортная функция

Только белки осуществляют перенос веществ в крови, например, липопротеины (перенос жира), гемоглобин (связывание кислорода), гаптоглобин (транспорт гема), трансферрин (транспорт железа). Белки транспортируют в крови катионы кальция, магния, железа, меди и другие ионы.

Транспорт веществ через мембраны осуществляют белки — Na+,К+-АТФаза (антинаправленный трансмембранный перенос ионов натрия и калия), Са2+-АТФаза (выкачивание ионов кальция из клетки), глюкозные транспортеры.

Резервная функция

В качестве примера депонированного белка можно привести производство и накопление в яйце яичного альбумина. У животных и человека таких специализированных депо нет, но при длительном голодании используются белки мышц, лимфоидных органов, эпителиальных тканей и печени.

Сократительная функция

Существует ряд внутриклеточных белков, предназначенных для изменения формы клетки и движения самой клетки или ее органелл (тубулин, актин, миозин).

Защитная функция

Защитную функцию, предупреждая инфекционный процесс и сохраняя устойчивость организма, выполняют иммуноглобулины крови, факторы системы комплемента (пропердин), при повреждении тканей работают белки свертывающей системы крови — например, фибриноген, протромбин, антигемофильный глобулин. Механическую защиту в виде слизистых и кожи осуществляют коллаген и протеогликаны.

К данной функции также можно отнести поддержание постоянства коллоидно-осмотического давления крови, интерстиция и внутриклеточных пространств, а также иные функции белков крови.

Белковая буферная система участвует в поддержании кислотно-щелочного состояния.

Существуют белки, которые являются предметом особого изучения:

Монеллин – выделен из африканского растения, обладает очень сладким вкусом, не токсичен и не способствует ожирению.

Резилин – обладает почти идеальной эластичностью, составляет „шарниры» в местах прикрепления крыльев насекомых.

Белки со свойствами антифриза обнаружены у антарктических рыб, они предохраняют кровь от замерзания

Источник: https://biokhimija.ru/belki/belki.html

Функции белка в клетке: структура белковой молекулы, виды органического вещества

Каждая клетка живого организма функционирует за счет содержания необходимых компонентов. Они выполняют важную роль, стимулируют обменные процессы и способствуют обновлению.

Особенно важны функции белка в клетке. Органические компоненты могут иметь разный состав, строение, некоторые отличия в жизненном цикле. Сегодня специалисты используют различные методы для исследования молекул и выявления их особенностей.

Что такое белки

Белки представляют собой органические соединения, имеющие различный состав и выполняющие важные функции в организме всех живых существ. Существует несколько видов этих молекул, каждый из которых имеет значение в процессе жизнедеятельности.

Состав

Органические вещества являются высокомолекулярными, поэтому могут включать в свой состав различные аминокислоты и другие соединения. Набор важных компонентов в каждой молекуле закладывается генетическим кодом животного или человека.

Основные компоненты каждой молекулы:

углерод;
кислород;
азот;
водород;
сера.

Первый компонент обнаруживается в белке в наибольшем количестве, последний — не более 5 % от состава.

История открытия

Первый белок был получен необычным способом. Его выделили из пшеничной муки в виде клейковины. Произошло открытие в 1728 году, сделал его Якопо Беккари, итальянец. В качестве отдельного биологического класса молекулы белка были выделены в XVIII веке после обнародования работ французского ученого и химика Антуана де Фуркруа.

Другие ученые одновременно с французом отметили, что молекулы имеют свойство коагулировать (объединяться) под воздействием некоторых кислот или в процессе нагревания.

На тот момент ученые смогли изучить только альбумин, фибрин и глютен.

Только через 100 лет, в XIX веке, другие исследователи, изучив состав простых белков, отметили, что при нагревании происходит выделение аминокислот. Это помогло сделать вывод, что молекулы включают в себя довольно большое количество важных и разных аминокислот, а состав каждой из них индивидуален.

В 1836 году Мульдер предложил первую структурную формулу белков, основанную на теории радикалов. Он и еще несколько ученых вывели формулу протеинов, что в переводе с греческого означает «первый».

Мульдер также определил почти точную молекулярную массу наиболее простого белка, равную 131 дальтону. Дальтон — единица измерения молекул, называемая еще атомной массой или углеродной единицей.

Позже ученые выявили, что молекулярная масса может быть различной и зависит от состава и структуры органического соединения. В 1880-х годах русский ученый Данилевский изучил пептидные группы и доказал их существование в белковой молекуле. К этому времени большинство аминокислот уже были изучены.

В 1894 году немецкий ученый и физиолог Альбрехт Коссель рассказал о своем предположении. Он считал, что именно аминокислоты являются основными структурными элементами белковой молекулы.

Его теория была подтверждена в начале ХХ века химиком из Германии Эмилем Фишером. Ученый в ходе своего эксперимента доказал, что каждая молекула содержит около 20 аминокислот.

Важность белка в живом организме была признана только в 1926 году благодаря эксперименту американца Джеймса Самнера. После этого начинается активное изучение структур молекулы, выделяются различные виды. В 60—80-ых годах ХХ века исследования продолжаются.

К 2012 году в базе данных насчитывалось около 87 тысяч структур. Сегодня методы изучения молекулы усовершенствованы, поэтому работа в этом направлении продолжается.

Строение

Белок считается макромолекулой, поскольку имеет большой размер и множество составляющих. В строении белков присутствуют разные аминокислоты или их остатки, они чередуются с полипептидными цепями.

В молекулу могут входить следующие аминокислоты:

глицин;
аланин;
изолейцин;
серин;
лейцин;
валин;
треонин.

Эти встречаются в составе наиболее часто, сочетаются с пептидными цепями и аминокислотными остатками.

Классификация

Существуют несколько классификаций белков в зависимости от состава, строения, формы, растворимости в воде. Чаще всего молекулы делят на простые и сложные с учетом строения.

К простым относятся следующие:

Альбумины — жизненно необходимы животным и человеку. Содержатся во многих продуктах, хорошо растворяются в воде, соленых жидкостях под воздействием кислот. Являются основной составляющей мышечных тканей в организме, формируют резерв на случай длительного голодания.
Глобулины в воде слабо растворяются. Являются составляющими крови, мышечной ткани, оказывают влияние на свертываемость, выполняют защитную функцию.
Протамины — низкомолекулярные белки, хорошо растворимые в воде. В организме выполняют структурную функцию, являются строительным материалом для мышц и других тканей.
Гистоны — низкомолекулярные вещества, содержат большое количество лизина и аргинина. Принимают участие в формировании структуры молекул ДНК, предупреждают передачу генетической информации к РНК.
Проламины — растительные белки с невысокой пищевой ценностью. Создают в организме резерв.
Глютелины — растительные вещества, принимающие участие в формировании клеточной оболочки. Денатурация происходит в солевых растворах, в воде они не растворимы.
Протеноиды — животные белки, богатые аминокислотами, не растворяются в воде, кислотах, щелочах, солевых жидкостях. Входят в состав костной, хрящевой ткани, связок, сухожилий.

Среди сложных белков выделяют фосфопротеины, гликопротеины, нуклеопротеины, липопротеины, хромопротеины, металлопротеины.

Каждый вид имеет свои особенности:

Фосфопротеины — сложные белки, содержащие остатки фосфорной кислоты, связывающиеся с пептидными цепями. Выполняют в организме защитную, строительную, энергетическую функции.
Гликопротеины — сложные органические компоненты, содержащие углеводный остаток. Принимают участие в выработке ферментов, выполняют защитную и секреторную функции, стимулируют образование важных для жизнедеятельности гормонов.
Нуклеопротеины состоят из нуклеиновых кислот (нуклеотиды), наиболее распространенные РНК и ДНК. Содержатся в мембранах клетки, формируют генетический код человека.
Липопротеины содержат липиды (жиры), присутствуют в лимфе и плазме крови, не растворяются в воде. Выполняют транспортировочную функцию, переносят липиды по всему организму.
Хромопротеины называют «цветными белками». В составе содержат окрашивающий компонент. Участвуют в транспортировке кислорода. Яркий представитель вида — гемоглобин.
Металлопротеины содержат ионы металла в составе. Транспортируют металл в организме, создают его резерв.

Любой из видов играет важную роль в метаболических процессах.

Функции

Различные виды белков выполняют в организме важные функции. При отсутствии основных типов нарушаются все жизненно важные процессы.

Каталитическая

Катализ реакций в организме осуществляется благодаря наличию ферментов, являющихся белками по своему составу и строению. Ферменты помогают расщеплять сложные вещества на простые, облегчают их переработку.

Благодаря этому возможно поступление полезных компонентов ко всем тканям, органам, регенерация клеток, осуществление нормального метаболизма.

Структурная

Осуществляется благодаря коллагену и эластину. Белки являются важным строительным элементом, стимулируют формирование костной ткани, мышц, хрящей, связок и сухожилий.

Выделяют 4 структуры белковой молекулы:

Первичная структура представляет собой последовательность остатков аминокислот, чередующихся с полипептидной цепью. Встречается во многих тканях, на протяжении жизни организма не меняет строения.
Вторичная структура — упорядочивание фрагментов полипептидной цепи, подверженное стабилизации за счет наличия водородных связей.
Третичная структура — строение полипептидной цепи пространственного типа. При детальном рассмотрении можно увидеть, что строение напоминает вторичную структуру, но присутствуют гидрофобные взаимодействия.
Четвертичная структура представляет собой белковое соединение, состоящее из нескольких пептидных цепей в одном комплексе.

Благодаря различной структуре белковых молекул осуществляется построение всех клеток и тканей в организме.

Защитная

Физическая защита осуществляется благодаря наличию в клетках и тканях коллагена, отвечающего за прочность и предотвращающего повреждения. Химическая защита осуществляется благодаря способности белков связывать токсины, выводить их из организма.

Иммунная защита возможна благодаря способности некоторых белков стимулировать образование лимфоцитов, уничтожать вирусы, патогенные микроорганизмы.

Сигнальная и регуляторная

Регуляция всех процессов в клетках осуществляется с участием белков, представленных ферментами. Часто компоненты связываются с другими веществами, стимулируют процессы регенерации, регулируют метаболизм.

Многие внутриклеточные белки осуществляют сигнальную функцию, помогают передавать информацию между тканями, клетками, органами. Обычно сигнальную функцию выполняют белки-гормоны.

Транспортная

Транспортная функция осуществляется в основном за счет белка-гемоглобина. Он доставляет кислород ко всем тканям и клеткам, переправляет в легкие углекислый газ для выведения его наружу. Ученые нашли во всех живых организмах молекулы, напоминающие по строению гемоглобин.

Запасная и моторная

Запасная или резервная функция возможна благодаря наличию в клетке белков, содержащих аминокислоты. Они служат источником питания и энергии при недостаточном поступлении подобных компонентов с пищей.

Моторная или двигательная функция играет важную роль. Разные виды белковых молекул принимают участие в сокращении мышечных волокон, передвижении лейкоцитов и других клеток для обеспечения иммунной защиты.

Свойства

Белковые соединения обладают физическими и химическими свойствами, отличающими их от других молекул.

Физические

Физические свойства позволяют выявить белок среди других соединений в живом организме.

Основными будут следующие:

вес молекулы может достигать 1 млн дальтон;
при попадании в водный раствор происходит формирование коллоидной системы;
в зависимости от кислотности среды отличается заряд белкового соединения;
самый крупный сегодня белок — титин.

Молекулярная масса у каждого соединения отличается, определяется разными способами.

Химические

При определенных условиях белковые соединения проявляют свои химические свойства.

Наиболее частыми реакциями будут следующие:

Амфотерность — способность белков в зависимости от условий проявлять основные свойства и кислотные.
Денатурация — изменение биологической активности соединения в результате потери вторичной, третичной или четвертичной структуры. Может быть механической, физической и химической, обратимой и необратимой, полной и неполной.

Химические свойства белков изучаются различными методами для выявления особенностей молекул.

Этапы синтеза белка

Биосинтез белка представляет собой процесс, состоящий из нескольких этапов, в ходе которых происходит созревание соединений. Протекает во всех живых организмах.

Основные этапы синтеза:

Инициация. Образование аминоацеладинелата одновременно с активацией аминокислоты в присутствии АТФ и специфического фермента.
Элонгация. Присоединение образовавшейся кислоты к специфичной тРНК с последующим освобождением аденозинмнофосфата.
Терминация. Связывание соединения аминокислоты и тРНК с рибосомами.
Трансляция. Включение аминокислоты в белковую молекулу с одновременным высвобождением тРНК.

У разных живых организмов процесс может проходить с разной скоростью, но последовательность этапов неизменна.

Методы изучения

Сегодня исследование белковых соединений продолжается в современных лабораториях.

Популярные методы изучения:

Метод клеточной и молекулярной биологии используется с целью фиксирования локализации молекул в клетках, наблюдения за синтезом веществ. Для стимулирования реакции используются антитела. Наблюдение проводится посредством микроскопа. На предметное стекло помещается подготовленный белок и антитела, проводится эксперимент, результаты фиксируются.
Биохимический метод предполагает изучение чистого белка, избавленного от дополнительных компонентов. Для дальнейшего изучения используют центрифугирование, высаливание, электрофокусирование.
Протеомика — наука, изучающая совокупность белковых соединений в составе одной клетки. Для исследования используются специальные приборы, соединения, белковые микрочипы, позволяющие изучать сразу несколько молекул в клетке.

Благодаря новейшим современным методикам возможно прогрессирование науки в области исследования живых клеток и их составляющих.

Биологическое значение

Биологическое значение органических соединений объясняется множеством полезных функций. Компоненты принимают участие во всех жизненно важных процессах в организме, являются незаменимым строительным материалом, стимулируют выработку лимфоцитов, отвечающих за стойкость иммунной системы животного или человека.

При отсутствии сложных белков невозможно образование гормонов, новых клеток и регенерация тканей. Без белковых молекул в организме не осуществляется процесс дыхания, поскольку невозможен перенос кислорода и выведение углекислого газа.

Особенно важное значение имеют белки для человека, поскольку некоторые виды помогают связывать и выводить из организма токсины, вредные соединения. Длительное отсутствие в питании белка приводит к постепенному истощению и смерти организма.

Интересные факты

Некоторые интересные факты о белковых соединениях доказывают важность их в живых организмах.

Наиболее интересными считаются следующие:

Около 50 % от сухого веса организма приходится на белки.
Вирусы почти полностью состоят из этого компонента, некоторые на 95 %.
Более 30 % органических веществ у человека концентрируется в мышцах.
Клетки головного мозга состоят преимущественно из белковых молекул.
Волосы на теле и голове человека представлены ороговевшими клетками, состоящими из белковых молекул.
Недостаток вещества в пище отрицательно отражается на всех процессах.
В более чем 50 % случаев аллергия на белок у человека проявляется в детском возрасте.
Человеку одинаково необходим растительный и животный белок.
Детям белковые соединения необходимы в больших количествах, чем взрослым.
Яичный белок считается наиболее качественным и легко усваивается.

Белки в организме — незаменимый и необходимый ежедневно компонент, позволяющий обеспечивать здоровье и правильное функционирование клеток.

Источник: https://obrazovanie.guru/nauka/biologiya/funktsii-belka.html

Свойства и функции белков — урок. Химия, 8–9 класс.

Денатурация — разрушение пространственной структуры белка.

Она происходит при нагревании белков, под действием радиоактивного излучения, некоторых химических веществ (кислот, щелочей, солей тяжёлых металлов). При денатурации белки изменяют свои свойства и теряют биологическую активность, несмотря на то, что их первичная структура сохраняется.

Рис. \(1\). Денатурация белка

Примером денатурации служит изменение яичного белка при нагревании.

Разложение при нагревании

При сильном нагревании белки горят. При этом образуются вещества со своеобразным запахом жжёных перьев. По запаху можно легко отличить шерстяные или шёлковые волокна от синтетических.

Цветные реакции

Присутствие белка в растворе можно обнаружить с помощью качественных реакций, в результате которых образуются окрашенные продукты.

Если к раствору белка добавить раствор щёлочи и несколько капель раствора соли меди(\(II\)), то появляется красно-фиолетовое окрашивание. Эта реакция называется биуретовой.

Рис. \(2\). Биуретовая реакция

Другая цветная реакция на белки — ксантопротеиновая. Для её проведения к раствору белка при нагревании надо добавить концентрированную азотную кислоту. Образуется жёлтый осадок. Если после охлаждения в пробирку прилить раствор щёлочи или концентрированный раствор аммиака, то появится оранжевое окрашивание.

Рис. \(3\). Ксантапротеиновая реакция

Функции белков

В каждом живом организме содержится большое количество белков, которые выполняют ряд важнейших функций.

Белки входят в состав цитоплазматической мембраны, цитоплазмы, органоидов и тем самым выполняют строительную функцию в живых организмах.

Все биохимические реакции в организмах протекают с участием ферментов. Ферменты — это белки-катализаторы. Значит, белки в живых организмах выполняют каталитическую функцию. Примерами таких катализаторов могут служить пищеварительные ферменты, участвующие в переваривании пищи: пепсин, липаза, амилаза, мальтаза.

Важнейшая функция белков — защитная. Особые белки — антитела и антитоксины — участвуют в формировании иммунитета. Антитела обезвреживают проникшие в организм бактерии, а антитоксины нейтрализуют их яды.

Белок гемоглобин выполняет транспортную функцию. Он переносит кислород от органов дыхания к тканям.

Двигательная функция некоторых белков обеспечивает сокращение мышц и все движения живых организмов.

При нехватке пищи белки могут выполнять энергетическую функцию. При расщеплении \(1\) г белка выделяется \(17,6\) кДж энергии.

Белки выполняют сигнальную, рецепторную, регуляторную и другие функции.

Источники:

Рис. 1. Денатурация белка https://image.shutterstock.com/image-illustration/structure-normal-disassembled-protein-600w-1507923140.jpg

Рис. 2. Биуретовая реакция

Рис. 3. Ксантапротеиновая реакция

Функции белков

Перед
подробным изучением роли белков, давайте вспомним функции углеводов и липидов.

Углеводы:
структурная, энергетическая и запасающая. Итого три.
У липидов побольше: те же энергетическая, запасающая и структурная. Плюс
специфические: защитная, теплоизоляционная и регуляторная. Итого шесть.

А
что с белками? Забегая вперёд, скажем, что у белков их около десяти. Почему так
много? Нетрудно догадаться.

Из
предыдущих уроков вы знаете, что белки имеют более сложное строение и
отличаются огромным разнообразием. А поэтому и выполняют в живых организмах
чрезвычайно важные и многообразные функции.

Итак,
проследим за работой этих трудяг и выясним, почему же именно они являются
незаменимыми составляющими жизни.

Начнём
с самой основополагающей и солидной функции – строительной, или структурной.

Белки
являются неотъемлемой составляющей всех клеток, всех тканей всех живых
организмов. Как вы помните, вместе с фосфолипидами они входят в состав
цитоплазматических мембран. Из белков построен цитоскелет
клетки, о котором подробнее вы узнаете совсем скоро, мышечные волокна также
представлены белками. Белок коллаген является основным элементом
хрящей и сухожилий. Кстати, коллаген –
лидер среди белков у млекопитающих. Его содержание в организме может достигать
до 35% от всех белков.
Кератин – важнейший структурный компонент перьев, ногтей, рогов,
волос, копыт у животных.

В
составе связок, лёгких, в стенках артерий мы обнаружим белок эластин.

Следующая
функция по важности мало уступает первой. Но если структурная не таит в себе каких-либо
особых секретов, то ферментативная, или каталитическая – и
сегодня загадка для учёных. Здесь речь идёт о тех белках, которые способны
ускорять химические реакции, выступая в роли катализаторов. Или
точнее – биологических катализаторов. Называются они ферментами и
способны увеличивать скорость протекания химической реакции в миллионы и
миллиарды раз. Только вдумайтесь! Неорганическим катализаторам такие
способности и не снились. Их эффективность ограничивается сотнями и тысячами
раз.

Подробнее
с теорией, которая описывает механизм работы ферментов, вы познакомитесь
немножко позже.

Далее
транспортная функция. Многие белки обладают способностью легко
присоединять к себе различные вещества, переносить и легко отдавать в нужном
месте. Первым примером такого белка, который мы сразу вспомним, будет, конечно
же, гемоглобин эритроцитов позвоночных животных. Он связывает и переносит
кислород. Ну и немножко углекислый газ.
Жирные
кислоты в организме транспортируются альбуминами крови.
Глобулины переносят ионы металлов и гормоны.
Белки цитоплазматической мембраны обеспечивают транспорт веществ в клетку и из
неё.

Сократительная,
или двигательная функция. Мы знаем, что одним из признаков живых существ
является способность к движению. Передвигаться могут отдельные клетки, ткани,
органы и целые организмы. В основе работы мышц, а также внутриклеточных
сокращений лежит способность изменять свои размеры белков актина
и миозина. А белок тубулин
обеспечивает перемещение хромосом при делении клетки, движение ресничек и
жгутиков эукариотических клеток.

Пептиды
и белки могут выполнять и роль гормонов, изменяя скорость протекания различных
физиологических процессов. Выполняя регуляторную функцию.
Как вы помните из восьмого класса, инсулин
и глюкагон поддерживают постоянную концентрацию глюкозы в крови.
А гормон роста соматотропин отвечает,
соответственно, за рост и физическое развитие вашего организма.

Сигнальная
функция. Некоторые белки, входящие в состав плазмалеммы, могут изменять свою
структуру под действием различных внешних факторов. Тем самым они обеспечивают
приём сигналов из внешней среды и передают полученную информацию в клетку.
Помните, как работает наше зрение? При попадании света на светочувствительный
пигмент родопсин, он распадается. В ответ на появление продуктов
распада родопсина возникает нервный импульс, который и формирует зрительные
ощущения. Так вот, составляющая пигмента родопсина – белок опсин.

Существуют
белки, которые стоят на страже целостности организмов. Они способны защищать
внутреннюю среду от повреждений и вторжения чужеродных тел. Любой живой
организм постоянно подвержен проникновению незваных объектов (антигенов). Но в
здоровом организме незваные гости быстро нейтрализуются при помощи лейкоцитов.

Последние
вырабатывают специальные белки – иммуноглобулины (антитела),
которые подавляют деятельность антигенов. Тем самым обеспечивая иммунный ответ.
Например, от вирусных инфекций защищает белок интерферон. А от
чрезмерной потери крови – фибриноген, тромбопластин
и тромбин. Обеспечивая её свёртывание.

Токсическая
функция. Белки могут не только защищаться, но и нападать.
Хотя защита – это тоже нападение.
Многие живые существа способны вырабатывать и выделять белки-токсины.
Это характерно для ряда животных, а особенно грибов, растений, микроорганизмов.
Например, пептидную природу имеет дифтерийный токсин. Возможно, вы слышали о
нём. Вырабатывается бактерией Corynebacterium diphtheriae (бацилла
Лёффлера) и нарушает синтез белков.
В ответ на проникновение белков-токсинов, некоторые организмы способны
вырабатывать антитоксины, подавляющие действие ядов. А если такие антитоксины
не вырабатываются, то их можно ввести. При укусе той же змеи спасают жизнь
человеку, вводя специфический антитоксин. Но только специфический. То есть для
каждой змеи свой.

Запасающая
функция. В первую очередь эту функцию выполняют, как мы уже сказали,
углеводы и жиры. Но в семенах растений запасаются именно резервные белки.
Зачем? Для прорастания зародыша нужен азот. А углеводы и липиды азота, как
известно, не содержат. Вот почему семена некоторых растений (бобовые) содержат
даже полноценные белки, заменяющие мясо.

Энергетическая
функция. Несмотря на свою ценность, в крайних случаях белки
могут выступать и всего лишь источником энергии для организма. Но происходит
это только тогда, когда расходовались все углеводы и жиры. Как и углеводы,
белки при расщеплении 1 грамма дают 17,6 кДж энергии.

Строение и функции белков

Доказано, что белки составляют, в среднем, до 50% от сухой массы практически всех живых существ. Основным структурным элементом белка является аминокислота. В составе каждой из аминокислот имеется карбоксильная (кислотная) и аминогруппа. При комбинации этих групп появляется пептидная связь, поэтому второе название белков – полипептиды.

Структуры белка

1. Первичная структура — цепь, состоящая из аминокислот, соединенных пептидной связью (мощной, ковалентной). При чередовании 20 аминокислот в разном порядке образуется множество разнообразных белков. В случае замены в определенной белковой цепочке хотя бы одной аминокислоты полностью меняется структура и, соответственно, функции белка. Поэтому первичная структура по праву является основной в белке.

2. Вторичная. Это спираль, форма которой поддерживается водородными связями (относительно слабыми).

3. Третичная структура – это шар, или так называемая глобула. Она образована, благодаря четырем видам связей. Из них наиболее мощная дисульфидная (так называемый серный мостик). Более слабыми являются такие связи, как гидрофобные, ионные, водородные). Функции белка определяются формой глобулы, по которой белки сильно отличаются друг от друга. Вследствие денатурации происходит изменение формы белка, что влечет нарушение его функции.

4. Четвертичная структура характерна не для всех белков. Представлена несколькими глобулами, объединенными друг с другом теми же связями, что и в третичной структуре. Ярким примером является гемоглобин.

Денатурация

Это процесс внешнего влияния на белок, который приводит к изменению формы его глобулы. Воздействие на белок оказывает высокая температура, избыточная соленость, кислотность, реакции с другими веществами. В случае, когда воздействие на белок не сильное (например, повышение температуры на 1 градус), возникает обратимая денатурация. При значительных воздействиях белок подвергается необратимой денатурации. В этом случае повреждаются все структуры, за исключением первичной.

Функции белков

В любом живом организме белки выполняют множество разных функций. Самые важные из них:

1. Структурная (строительная) заключается в том, что любая живая клетка состоит, в большей степени, из белков и воды.

2. Ферментативная выражается в том, что существуют белки-ферменты, выполняющие роль ускорителей химических реакций. Это происходит, так как активная часть фермента подходит к определенному веществу как ключик к замку.

3. Защитная функция ярко прослеживается на примере организма животного, где белки-антитела иммунной системы уничтожают болезнетворные микроорганизмы.

Похожие материалы:

Урок «Состав и функции белков»

Состав и функции белков

Цель урока: продолжить углубление и расширение знаний о химическом составе клетки, раскрыв состав и функции белков

Задачи урока:

Образовательные:

Расширить и углубить знания учащихся о важнейших органических веществах в клетке на основе изучения строения и функции белков.
Раскрыть состав и строение белков.
Раскрыть функции белков, показать их разнообразие и значимость для жизнедеятельности живых организмов.

Развивающие:

Сформировать у учащихся познавательный интерес к процессу изучения функций белков в клетке и организме.
Продолжить формирование умений выявлять связь между строением и функциями

Тип урока: урок изучения нового материала.

Форма проведения: групповая работа.

Методы: фронтальная беседа, проблемные вопросы.

Оборудование: штативы, пробирки, реактивы: растворы гидроксида натрия, хлорида натрия, сульфата меди, глицин, глутаминовая кислота, лизин, лакмусовая бумага, мультимедийный проектор, презентация (приложение 1)

Ход урока:

1. Приветствие. Здравствуйте! Я очень рада видеть вас в этой аудитории. Меня зовут Чернова Ольга Геннадьевна. Я учитель биологии средней школы №33.

2. Мотивация учебной деятельности. Начать урок я хочу словами Сергея Яковлевича Надсона: (слайд 1)

Меняя каждый миг свой образ прихотливый

Капризна, как дитя, и призрачна, как дым,

Кипит повсюду ЖИЗНЬ в тревоге суетливой,

Великое смешав с ничтожным и смешным

Что такое жизнь? Откуда она взялась на Земле? Эти вопросы давно интересовали людей в разные времена.

Академик Опарин говорил:

«Путь к живым организмам лежит через белки. Жизнь и белки – понятия неотделимые одно от другого»

Белок — основа жизни, верно ли это? Вот основной проблемный вопрос нашего урока.

Поэтому тема нашего урока – Состав и функции белка. (слайд 2)

3. Новый материал. Белки – это сложные органические вещества, состоящие из углерода, кислорода, водорода, азота. В некоторых молекулах белков содержится железо, сера, фосфор, цинк, медь и др. Белки, или протеины – это биополимеры, нерегулярные полимеры.

Белков в клетках больше, чем каких бы то ни было других органических веществ. На их долю приходится в среднем около 50 % общей массы клетки. Так, например, в мышцах на долю белка приходится 80%, в коже-63%, печени – 57%, мозге — 45%, костях — 28%. Интересны формулы некоторых белков. Так, формула всем нам известного гемоглобина, белка крови, C₃₀₃₂H₄₈₁₆O₈₇₂N₇₈₀ S₈ Fe₄ . Глядя на формулу гемоглобина, какой можно сделать вывод? Молекулярные массы молекул огромны: белок куриного яйца 36 000, белок мышц 1500 000. (слайд 3)

4. Итак, вернемся к нашему проблемному вопросу. Для ответа на этот вопрос мы проведем небольшое исследование. Любое исследование всегда подразумевает изучение теории, т.е. изучение литературы на эту тему. Мы с вами пойдем от противного, и начнем разговор с функций. В течение всего урока мы работаем на рабочих листах, которые перед вами. (приложение 2)

Давайте вспомним, какие функции выполняют белки в клетке? (Рассказ о функциях или фронтальная беседа). (слайды 4-14)

Функции белков

Белки выполняют чрезвычайно важные и многообразные функции. Всего функций белков насчитывается около 30. Мы рассмотрим лишь главные из них.

1. Структурная или строительная. Белки являются основой всех биологических мембран, всех органоидов клетки. Многие белки образуют волокна, перевитые друг с другом или уложенные плотным слоем. Они выполняют опорную или защитную функцию, скрепляя биологические структуры и придавая им прочность. Так, коллаген является важным составным компонентом соединительной ткани (хрящей и сухожилий), кератин – компонентом перьев, волос, ногтей, эластин – эластичный компонент связок, стенок кровеносных сосудов.

2.Двигательная. Некоторые белки наделяют клетку или организм способностью сокращаться, изменять форму или передвигаться. Актин и миозин представляют собой нитевидные белки, функционирующие в сократительной системе скелетной мышцы, а также во многих немышечных клетках. Другим примером таких белков служит тубулин – белок, из которого построены микротрубочки, являющиеся важным элементом ресничек и жгутиков, при помощи которых клетки передвигаются.

3. Важное значение имеет транспортная функция. Так, гемоглобин переносит кислород из легких к клеткам других тканей и органов. Транспортные белки в наружной мембране клеток переносят различные вещества из окружающей среды в цитоплазму. Белки сыворотки крови способствуют переносу липидов и жирных кислот, различных биологически активных веществ.

4. Специфические белки выполняют защитную функцию. Они предохраняют организм от вторжения чужеродных белков и микроорганизмов. Так, антитела, вырабатываемые лимфоцитами, блокируют чужеродные белки; фибрин и тромбин предохраняют организм от кровопотери.

5. Регуляторная функция присуща белкам – гормонам. Они поддерживают постоянные концентрации веществ в крови и клетках, участвуют в росте, размножении и других жизненно важных процессах. Например, инсулин регулирует содержание сахара в крови.

6. Рецепторная. С помощью этих белков клетка воспринимает информацию о состоянии внешней среды, сигналы от низкомолекулярных физиологически активных веществ. Они играют важную роль при передаче нервного возбуждения

7.Энергетическая. Белки могут служить источником энергии для клетки. При недостатке углеводов или жиров окисляются молекулы аминокислот. Освободившаяся при этом энергия используется на поддержание процессов жизнедеятельности организма.

8. Токсическая. Многие живые организмы для обеспечения защиты выделяют белки – токсины, которые в большинстве случаев являются сильными ядами.

9.Ферментативная. В каждой живой клетке непрерывно происходят сотни биохимических реакций, в ходе которых идут распад и окисление поступающих извне питательных веществ. Клетка использует энергию, полученную вследствие их окисления, продукты расщепления служат для синтеза необходимых клетке органических соединений. Быстрое протекание реакций обеспечивают биокатализаторы – ферменты. Известно более двух тысяч ферментов, каждый из которых способен осуществлять от тысячи до сотен тысяч реакций в минуту. В ходе биохимических превращений ферменты не расходуются. Они соединяются с реагирующими веществами, ускоряет их превращения и выходит из реакции неизменным. Ферменты выполняют работу наилучшим образом только при оптимальной температуре.

9.Запасающая. В семенах многих растений запасены пищевые белки, потребляемые зародышем на первых стадиях развития. Наиболее известны такие белки в семенах кукурузы, пшеницы, риса.

5. Как мы видим, белки выполняют огромное количество функций. Как вы думаете, с чем это связано? Почему такое многообразие функций? Вот еще один проблемный вопрос.

Для его решения проведем небольшую практическую работу. Для этого делимся на 3 группы по рядам. Первая выясняет состав белковой молекулы. Вторая — её структуру. Третья – изучает свойства белков. Перед вами информационные листы (приложение 3) Внимательно изучите алгоритм работы. В своем рабочем листе отобразите основные моменты вашей работы. Затем, мы посмотрим, что у нас получилось.

6. Итоги работы в группах

1 группа. Выводы: мономеры белков – аминокислоты, строение. Амфотерность. 20 аминокислот Рассказ об опыте.

Есть АК с основными свойствами (лизин; 2 аминогруппы), есть с кислотными (глутаминовая кислота; 2 карбоксильные группы)

2 группа. Пептидная связь.

Доказательства пептидной связи. Рассказ об опыте

Структуры белка.

Вывод: белки очень разнообразны, так как каждый из них характеризуется специфической последовательностью аминокислот. Свойства белков зависят от химического строения.

3 группа Денатурация. Её значение. Повышенная температура тела, спирт и т.д. Денатурация приводит к нарушению антигенной чувствительности белка, а иногда к полному блокированию иммунных реакций, к инактивации ферментов, нарушению обмена веществ. Ученые предполагают, что процессы старения связаны с медленной денатурацией.

Рассказ об опыте.

7. Строение изучили, изучили и функции. Давайте вернемся к нашему проблемному вопросу. Белки – основа жизни?

Понятия жизнь и белок неразрывно связаны. Чтобы ответить на вопрос «Что такое жизнь»? надо знать, что такое белки. Насколько многообразны белки, настолько сложна, многолика и загадочна жизнь. Подтверждением этого может стать высказывание Гёте: «Я всегда говорил и не устаю повторять, что мир бы не мог существовать, если бы был так просто устроен»

Если остается время: либо тест, либо ответ на вопрос:

Довольно часто происходит такое явление: животные получают достаточно калорийную пищу, но при отсутствии в ней белка, наблюдается отставание в росте, изменение в составе крови и пр. Объясните причины этих негативных явлений.

6 Основные функции белков | Здоровое питание

Эллен Суонсон Topness Обновлено 20 декабря 2018 г.

Белок — важное вещество, которое содержится в каждой клетке человеческого тела. На самом деле, за исключением воды, белок является самым распространенным веществом в вашем теле. Этот белок вырабатывается вашим организмом с использованием потребляемых вами диетических белков. Он используется во многих жизненно важных процессах и поэтому требует постоянной замены. Вы можете добиться этого, регулярно употребляя продукты, содержащие белок.

Ремонт и обслуживание

Белок называют строительным блоком организма. Это называется так, потому что белок жизненно важен для поддержания тканей тела, включая развитие и восстановление. Волосы, кожа, глаза, мышцы и органы состоят из белка. Вот почему детям нужно больше белка на фунт веса тела, чем взрослым; они растут и развивают новые белковые ткани.

Энергия

Белок является основным источником энергии. Если вы потребляете больше белка, чем нужно для поддержания тканей тела и других необходимых функций, ваше тело будет использовать его для получения энергии.Если в этом нет необходимости из-за достаточного потребления других источников энергии, таких как углеводы, белок будет использоваться для создания жира и станет частью жировых клеток.

Гормоны

Белок участвует в создании некоторых гормонов. Эти вещества помогают контролировать функции организма, связанные с взаимодействием нескольких органов. Инсулин, небольшой белок, является примером гормона, регулирующего уровень сахара в крови. Он предполагает взаимодействие таких органов, как поджелудочная железа и печень.Секретин — еще один пример белкового гормона. Это вещество помогает в процессе пищеварения, стимулируя поджелудочную железу и кишечник, чтобы вырабатывать необходимые пищеварительные соки.

Ферменты

Ферменты — это белки, которые увеличивают скорость химических реакций в организме. Фактически, большинство необходимых химических реакций в организме не могло бы происходить эффективно без ферментов. Например, один тип ферментов помогает переваривать большие молекулы белка, углеводов и жиров в более мелкие молекулы, а другой помогает создавать ДНК.

Транспортировка и хранение молекул

Белок является основным элементом транспортировки определенных молекул. Например, гемоглобин — это белок, который переносит кислород по всему телу. Белок также иногда используется для хранения определенных молекул. Ферритин — это пример белка, который соединяется с железом и хранится в печени.

Антитела

Белок образует антитела, которые помогают предотвратить инфекции, болезни и болезни. Эти белки идентифицируют и помогают уничтожить антигены, такие как бактерии и вирусы.Они часто работают вместе с другими клетками иммунной системы. Например, эти антитела идентифицируют, а затем окружают антигены, чтобы удерживать их, пока они не будут уничтожены лейкоцитами.

Функция белков | Биология для майоров I

Результаты обучения

Определите несколько основных функций белков

Основные типы и функции белков перечислены в таблице 1.

Таблица 1.Типы и функции белков
Тип	Примеры	Функции
Пищеварительные ферменты	Амилаза, липаза, пепсин, трипсин	Помощь в переваривании пищи за счет катаболизма питательных веществ до мономерных единиц
Транспорт	Гемоглобин, альбумин	Переносит вещества в крови или лимфе по всему телу
Строительный	Актин, тубулин, кератин	Построить различные структуры, такие как цитоскелет
Гормоны	Инсулин, тироксин	Координировать деятельность различных систем организма
Оборона	Иммуноглобулины	Защитить организм от инородных патогенов
Сокращение	Актин, миозин	Эффект сокращения мышц
Хранение	Запасные белки бобовых, яичный белок (альбумин)	Обеспечить питание на ранних этапах развития зародыша и проростка

Два специальных и распространенных типа белков — это ферменты и гормоны. Ферменты , которые вырабатываются живыми клетками, являются катализаторами биохимических реакций (например, пищеварения) и обычно представляют собой сложные или конъюгированные белки. Каждый фермент специфичен для субстрата (реагента, который связывается с ферментом), на который он действует. Фермент может помочь в реакциях разложения, перегруппировки или синтеза. Ферменты, которые расщепляют свои субстраты, называются катаболическими ферментами, ферменты, которые строят более сложные молекулы из своих субстратов, называются анаболическими ферментами, а ферменты, влияющие на скорость реакции, называются каталитическими ферментами.Следует отметить, что все ферменты увеличивают скорость реакции и, следовательно, считаются органическими катализаторами. Примером фермента является амилаза слюны, которая гидролизует свою субстратную амилозу, компонент крахмала.

Гормоны представляют собой химические сигнальные молекулы, обычно небольшие белки или стероиды, секретируемые эндокринными клетками, которые действуют, чтобы контролировать или регулировать определенные физиологические процессы, включая рост, развитие, метаболизм и размножение. Например, инсулин — это белковый гормон, который помогает регулировать уровень глюкозы в крови.

Белки имеют разную форму и молекулярную массу; некоторые белки имеют глобулярную форму, тогда как другие имеют волокнистую природу. Например, гемоглобин — это глобулярный белок, а коллаген, обнаруженный в нашей коже, — это волокнистый белок. Форма белка имеет решающее значение для его функции, и эта форма поддерживается многими различными типами химических связей. Изменения температуры, pH и воздействие химикатов могут привести к необратимым изменениям формы белка, что приведет к потере функции, известной как денатурация.Все белки содержат разные расположения одних и тех же 20 типов аминокислот. Недавно были открыты две редкие новые аминокислоты (селеноцистеин и пирролизин), и к этому списку могут быть добавлены дополнительные новые открытия.

Вкратце: функция белков

Белки — это класс макромолекул, которые выполняют широкий спектр функций для клетки. Они помогают метаболизму, обеспечивая структурную поддержку и действуя как ферменты, переносчики или гормоны. Строительными блоками белков (мономеров) являются аминокислоты.Каждая аминокислота имеет центральный углерод, связанный с аминогруппой, карбоксильной группой, атомом водорода и R-группой или боковой цепью. Существует 20 обычно встречающихся аминокислот, каждая из которых отличается по группе R. Каждая аминокислота связана со своими соседями пептидной связью. Длинная цепь аминокислот известна как полипептид.

Белки подразделяются на четыре уровня: первичный, вторичный, третичный и (необязательно) четвертичный. Первичная структура — это уникальная последовательность аминокислот.Локальная укладка полипептида с образованием таких структур, как спираль α и складчатый лист β , составляет вторичную структуру. Общая трехмерная структура — это третичная структура. Когда два или более полипептида объединяются, чтобы сформировать полную структуру белка, такая конфигурация известна как четвертичная структура белка. Форма и функция белка неразрывно связаны; любое изменение формы, вызванное изменениями температуры или pH, может привести к денатурации белка и потере функции.

Внесите свой вклад!

У вас была идея улучшить этот контент? Нам очень понравится ваш вклад.

Улучшить эту страницуПодробнее

6.3: Функции белков — Medicine LibreTexts

Цели обучения

Опишите различные функции белка в организме.

Белки укрепляют мышцы и все ткани тела. Белки играют решающую роль в обеспечении структуры практически всех тканей тела. У некоторых белков есть другая «работа».Другими словами, они не являются частью структуры тела, но выполняют определенные задачи, например, действуют как переносчики, антитела, ферменты и многое другое. Вы уже узнали о некоторых из этих важных белков. Когда вы узнали о диабете, вы изучали гормоны инсулин и глюкагон. Это примеры двух белковых молекул, которые действуют как гормоны с очень специфической и важной «работой», связанной с метаболизмом углеводов.

Ферменты

Некоторые белки действуют как ферменты.Ферменты — это белки, которые проводят определенные химические реакции. Задача фермента — обеспечить место для химической реакции и снизить количество энергии и время, необходимое для того, чтобы эта химическая реакция произошла (Рисунок \ (\ PageIndex {1} \)). Вот почему ферменты иногда называют катализаторами. В среднем каждую секунду в клетках происходит более ста химических реакций, и для большинства из них требуются ферменты. Одна только печень содержит более тысячи ферментных систем. Ферменты специфичны и будут использовать только определенные субстраты (или вещества на рисунке \ (\ PageIndex {1} \)), которые подходят их активному сайту, подобно тому, как замок может быть открыт только с помощью определенного ключа.Почти каждая химическая реакция требует определенного фермента. К счастью, фермент может снова и снова выполнять свою роль катализатора, хотя в конечном итоге он разрушается и восстанавливается. Все функции организма, включая расщепление питательных веществ в желудке и тонком кишечнике, преобразование питательных веществ в молекулы, которые клетка может использовать, и построение всех макромолекул, включая сам белок, включают ферменты.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Ферменты — это белки. Задача фермента — обеспечить место для веществ, чтобы химически реагировать и образовывать продукт, а также уменьшать количество энергии и время, необходимое для этого.

Гормоны

Белки отвечают за синтез гормонов. Гормоны — это химические посредники, вырабатываемые в одной части тела, а затем переносящиеся с кровью в другие части тела. Когда гормон попадает в ткань-мишень / часть тела, он передает сообщение, чтобы инициировать определенную реакцию или клеточный процесс. Например, после еды уровень глюкозы в крови повышается. В ответ на повышение уровня глюкозы в крови поджелудочная железа выделяет гормон инсулин.Инсулин сообщает клеткам тела, что глюкоза доступна и может забирать ее из крови и хранить или использовать для производства энергии или создания макромолекул. Основная функция гормонов — включать и выключать ферменты, поэтому некоторые белки могут даже регулировать действие других белков. Хотя не все гормоны состоят из белков, многие из них таковы. Другие примеры гормонов, состоящих из белков, включают глюкагон, мелатонин и гормон щитовидной железы.

Баланс жидкости и электролита

Правильное потребление белка позволяет основным биологическим процессам организма поддерживать статус-кво в изменяющейся окружающей среде.Баланс жидкости относится к поддержанию распределения воды в организме. Если слишком много воды в крови внезапно попадает в ткань, это приводит к отеку и, возможно, к гибели клеток. Вода всегда течет из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией. В результате вода перемещается в области с более высокими концентрациями других растворенных веществ, таких как белки и глюкоза. Белки притягивают жидкость, поэтому для равномерного распределения воды между кровью и клетками белки постоянно циркулируют в крови в высоких концентрациях.Недостаток белка может вызвать отек (опухоль). Самый распространенный белок в крови — это альбумин. Присутствие альбумина в крови делает концентрацию белка в крови похожей на таковую в клетках. Таким образом, обмен жидкости между кровью и клетками не является экстремальным, а скорее сводится к минимуму, чтобы сохранить статус-кво. Транспортные белки (обсуждаемые ниже) в клеточной мембране помогают поддерживать правильный баланс электролитов (таких как натрий и калий) внутри и вне клетки.

Кислотно-щелочной баланс (pH)

Белок также необходим для поддержания правильного баланса pH (мера того, насколько кислым или основным является вещество) в крови. Шкала pH варьируется от 0 (сильно кислая) до 14 (сильно щелочная / щелочная). PH крови поддерживается между 7,35 и 7,45, что является слегка щелочным. Если кровь становится слишком кислой (состояние, известное как ацидоз), это означает, что уровень водорода (H ⁺) в крови чрезмерен. Если кровь становится слишком щелочной / щелочной (состояние, известное как алкалоз), это означает, что уровень H ⁺ в крови недостаточен.Даже небольшое изменение pH крови может повлиять на функции организма. Два примера этого включают:

Когда белки подвергаются действию кислот или оснований, белки меняют форму и перестают функционировать должным образом. Этот процесс разматывания белков и потери их формы и функции известен как денатурация. Денатурация белков также происходит при воздействии тепла, тяжелых металлов, алкоголя и других повреждающих веществ.
В главе 4 вы узнали, что кислая кровь (от кетоацидоза) в крайних случаях может привести к коме и / или смерти.

В организме есть несколько систем, которые поддерживают уровень pH крови в пределах нормы для предотвращения проблем. Некоторые белки действуют как буферы и выделяют водород (H ⁺) в кровь, если он становится слишком щелочным. Белки также могут забирать водород из крови, если она становится слишком кислой. Выделяя и принимая водород, когда это необходимо, белки поддерживают кислотно-щелочной баланс и поддерживают pH крови в пределах нормы.

Транспорт

Белки также играют роль в транспорте питательных веществ.Мембрана клетки обычно непроницаема для больших молекул. Чтобы доставить необходимые питательные вещества и молекулы в клетку, в клеточной мембране существует множество транспортных белков. Некоторые из этих белков действуют как каналы, которые позволяют определенным молекулам входить и выходить из клеток. Другие действуют как такси с односторонним движением и требуют энергии для работы (Рисунок \ (\ PageIndex {2} \)).

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Молекулы входят и выходят из клеток через транспортные белки, которые являются либо каналами, либо переносчиками. Облегченная диффузия в клеточной мембране, показаны ионные каналы (слева) и белки-носители (три справа).(CC0; от LadyofHats через Wikimedia Commons)
.

Антитела

Наша иммунная система предназначена для атаки и уничтожения посторонних веществ. Когда инородное вещество атакует организм, иммунная система вырабатывает антитела (Рисунок \ (\ PageIndex {3} \)) для защиты от него. Антитела — это особые белки, которые распознают уникальную молекулу вредоносных бактерий и вирусов, известную как антиген. Антитела связываются с антигеном и разрушают его. Антитела также запускают другие факторы иммунной системы для поиска и уничтожения нежелательных злоумышленников.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Антитела — это белки, которые окружают чужеродные вещества и атакуют их, прикрепляясь к антигенам на поверхности чужеродного вещества. Каждое антитело связывается с определенным антигеном; взаимодействие, подобное замку и ключу. (общественное достояние; Фвасконселлос через Wikimedia Commons)

Заживление ран, регенерация тканей и функция нервов

Белки участвуют во всех аспектах заживления ран, процесса, который проходит в три фазы: воспаление, разрастание и ремоделирование.Например, если у вас есть небольшой порез, ваша кожа покраснеет и воспаляется. Процесс заживления начинается с белков, таких как брадикинин, которые расширяют кровеносные сосуды в месте повреждения. Дополнительный белок, называемый фибрином, помогает защитить тромбоциты, которые образуют сгусток, чтобы остановить кровотечение. Затем, в фазе пролиферации, клетки перемещаются и восстанавливают поврежденную ткань, устанавливая новые коллагеновые (белковые) волокна. Волокна коллагена помогают сблизить края раны. В фазе ремоделирования откладывается больше коллагена, образуя рубец.Рубцовая ткань только на 80 процентов функциональна, чем нормальная неповрежденная ткань. Если в диете недостаточно белка, процесс заживления ран заметно замедляется.

Хотя заживление ран происходит только после получения травмы, в организме продолжается другой процесс, называемый регенерацией тканей. Во время регенерации ткани создается точная структурная и функциональная копия старой ткани. В конечном итоге старая ткань заменяется новой, полностью функциональной тканью. Ячейки постоянно ломаются, ремонтируются и заменяются.Когда белки в клетках расщепляются, аминокислоты перерабатываются в новые белки. Некоторые клетки (например, клетки кожи, волос, ногтей и кишечника) имеют очень высокую скорость регенерации, в то время как другие (например, клетки сердечной мышцы и нервные клетки) не регенерируют на каких-либо заметных уровнях. Регенерация тканей — это создание новых клеток (деление клеток), для которого требуется множество различных белков, включая ферменты, транспортные белки, гормоны и коллаген. Клетки, выстилающие кишечник, восстанавливаются каждые три-пять дней.Неадекватные белковые диеты ухудшают регенерацию тканей, вызывая множество проблем со здоровьем, включая нарушение переваривания и усвоения питательных веществ.

Аминокислоты могут быть использованы для создания нейромедиаторов (например, адреналина), которые передают сообщения от одной нервной клетки к другой.

Источник энергии

Некоторые аминокислоты в белках можно разобрать и использовать для производства энергии. У здоровых людей белок мало способствует удовлетворению энергетических потребностей. Если диета человека не содержит достаточного количества углеводов и жиров, его организм будет использовать аминокислоты для производства энергии.Когда белки необходимы для получения энергии, они берутся из крови и тканей тела (например, мышц). Чтобы использовать белки для получения энергии, требуется дезаминирование. Дезаминирование — это процесс, при котором аминогруппа удаляется из аминокислоты, а азот транспортируется в почки для экскреции. Остальные компоненты метаболизируются для получения энергии. Чтобы защитить ткани нашего организма от расщепления для получения энергии, важно потреблять достаточное количество жиров и углеводов. Также важно отметить, что наш организм не может накапливать избыток белка.Избыточное потребление белка приводит к выведению азота; остальные компоненты используются для получения энергии или превращаются в жир для дальнейшего использования.

Ключевые выводы

Белки выполняют множество функций, в том числе: действуют как ферменты и гормоны, поддерживают надлежащий водный и кислотно-щелочной баланс, обеспечивают транспорт питательных веществ, вырабатывают антитела, обеспечивают заживление ран и регенерацию тканей, а также обеспечивают энергией при недостаточном потреблении углеводов и жиров.
Без адекватного потребления белка, содержащего все незаменимые аминокислоты, функции белков будут нарушены.

белковых функций — питание: наука и повседневное применение

Белки являются «рабочими лошадками» организма и участвуют во многих функциях организма. Как мы уже обсуждали, белки бывают всех размеров и форм, и каждый из них специально структурирован для выполнения своей конкретной функции. На этой странице описаны некоторые важные функции белков. Читая их, имейте в виду, что для синтеза всех этих различных белков требуется адекватное количество аминокислот.Как вы понимаете, диета с дефицитом белка и незаменимых аминокислот может нарушить многие функции организма. (Подробнее об этом позже в разделе.)

Рисунок 6.9. Примеры белков с разными функциями, размерами и формами.

Основные типы и функции белков приведены в таблице ниже, а в последующих разделах этой страницы приводится более подробная информация о каждом из них.

Типы и функции белков
Тип	Примеры	Функции
*Структура*	Актин, миозин, коллаген, эластин, кератин	Придает тканям (кости, сухожилия, связки, хрящи, кожу, мышцы) прочность и структуру
*Ферменты*	Амилаза, липаза, пепсин, лактаза	Переваривать макроэлементы в более мелкие мономеры, которые могут абсорбироваться; выполняет шаги в метаболических путях, чтобы обеспечить усвоение питательных веществ
*Гормоны*	Инсулин, глюкагон, тироксин	Посланники химических веществ, которые перемещаются в крови и координируют процессы в организме
*Гидравлический и кислотно-щелочной баланс*	Альбумин, гемоглобин	Поддерживает соответствующий баланс жидкости и pH в различных отделах тела
*Транспорт*	Гемоглобин, альбумин, белковых каналов, белки-носители	Переносить вещества по телу в крови или лимфе; помочь молекулам пересечь клеточные мембраны
*Оборона*	Коллаген, лизоцим, антитела	Защитите организм от инородных патогенов

Таблица 6.2. Типы и функции белков

Структура

В организме человека было обнаружено более сотни различных структурных белков, но наиболее распространенным является коллаген , что составляет около 6 процентов от общей массы тела. Коллаген составляет 30 процентов костной ткани и включает большое количество сухожилий, связок, хрящей, кожи и мышц. Коллаген — это прочный волокнистый белок, состоящий в основном из аминокислот глицина и пролина.В его четвертичной структуре три белковых нити скручиваются друг с другом, как веревка, а затем эти коллагеновые нити перекрываются друг с другом.

Рисунок 6.10. Трехспиральная структура коллагена

Эта высокоупорядоченная структура даже прочнее, чем стальные волокна того же размера. Коллаген делает кости крепкими, но гибкими. Волокна коллагена в дерме кожи придают ей структуру, а сопутствующие белковые фибриллы эластин делают ее гибкой.Зажмите кожу на руке и отпустите; белки коллагена и эластина в коже позволяют ей вернуться к своей первоначальной форме. Гладкомышечные клетки, которые выделяют белки коллагена и эластина, окружают кровеносные сосуды, придавая им структуру и способность растягиваться назад после того, как через них прокачивается кровь. Другой сильный волокнистый белок — это кератин , важный компонент кожи, волос и ногтей.

Ферменты

Ферменты — это белки, которые проводят определенные химические реакции.Задача фермента — обеспечить место для химической реакции и снизить количество энергии и время, необходимое для того, чтобы эта химическая реакция произошла (это известно как «катализ»). В среднем каждую секунду в клетках происходит более 100 химических реакций, и для большинства из них требуются ферменты. Одна только печень содержит более 1000 ферментных систем. Ферменты специфичны и будут использовать только определенные субстраты, которые подходят их активному сайту, подобно тому, как замок может быть открыт только с помощью определенного ключа.К счастью, фермент может снова и снова выполнять свою роль катализатора, хотя в конечном итоге он разрушается и восстанавливается. Все функции организма, включая расщепление питательных веществ в желудке и тонком кишечнике, преобразование питательных веществ в молекулы, которые клетка может использовать, и построение всех макромолекул, включая сам белок, включают ферменты.

Рисунок 6.11. Ферменты — это белки. Задача фермента — обеспечивать место для веществ, которые химически реагируют и образуют продукт, а также уменьшают количество энергии и время, необходимое для этого.

ВИДЕО: «Фермент», kosasihiskandarsjah, YouTube (15 апреля 2008 г.), 0:47 мин. Это видео демонстрирует действие ферментов.

Гормоны

Белки отвечают за синтез гормонов. Гормоны — это химические посредники, вырабатываемые железами внутренней секреции. Когда эндокринная железа стимулируется, она выделяет гормон. Затем гормон транспортируется с кровью к своей клетке-мишени, где он передает сообщение, чтобы инициировать определенную реакцию или клеточный процесс.Например, после еды уровень глюкозы в крови повышается. В ответ на повышение уровня глюкозы в крови поджелудочная железа выделяет гормон инсулин. Инсулин сообщает клеткам тела, что глюкоза доступна и может забирать ее из крови и хранить или использовать для производства энергии или создания макромолекул. Основная функция гормонов — включать и выключать ферменты, поэтому некоторые белки могут даже регулировать действие других белков. Хотя не все гормоны состоят из белков, многие из них таковы.

Весы для жидкости и кислотно-щелочного баланса

Достаточное потребление белка позволяет основным биологическим процессам организма поддерживать гомеостаз (постоянные или стабильные условия) в изменяющейся окружающей среде. Одним из аспектов этого является баланс жидкости, позволяющий правильно распределять воду в различных отделах тела. Если слишком много воды внезапно переходит из крови в ткань, это приводит к отеку и, возможно, к гибели клеток. Вода всегда течет из области высокой концентрации в область низкой концентрации.В результате вода перемещается в области с более высокими концентрациями других растворенных веществ, таких как белки и глюкоза. Чтобы вода равномерно распределялась между кровью и клетками, белки постоянно циркулируют в крови в высоких концентрациях. Самый распространенный белок в крови — это белок в форме бабочки, известный как альбумин . Присутствие альбумина в крови делает концентрацию белка в крови похожей на таковую в клетках. Таким образом, обмен жидкости между кровью и клетками не является чрезмерным, а, скорее, сведен к минимуму для сохранения гомеостаза.

Рисунок 6.12. Белок в форме бабочки, альбумин, выполняет множество функций в организме, включая поддержание жидкостного и кислотно-щелочного баланса, а также транспортировку молекул.

Белок также необходим для поддержания правильного баланса pH (мера того, насколько кислым или основным является вещество) в крови. PH крови поддерживается между 7,35 и 7,45, что является слегка щелочным. Даже небольшое изменение pH крови может повлиять на функции организма. В организме есть несколько систем, которые удерживают pH крови в пределах нормы, чтобы этого не происходило.Один из них — это циркулирующий альбумин. Альбумин имеет слабую кислотность и, поскольку он отрицательно заряжен, уравновешивает множество положительно заряженных молекул, циркулирующих в крови, таких как протоны водорода (H ⁺), кальций, калий и магний. Альбумин действует как буфер против резких изменений концентраций этих молекул, тем самым уравновешивая pH крови и поддерживая гомеостаз. Белок гемоглобин также участвует в кислотно-щелочном балансе, связывая протоны водорода.

Транспорт

Белки также играют жизненно важную роль в транспортировке веществ по телу.Например, альбумин химически связывается с гормонами, жирными кислотами, некоторыми витаминами, необходимыми минералами и лекарствами и переносит их по кровеносной системе. Каждый эритроцит содержит миллионы молекул гемоглобина, которые связывают кислород в легких и транспортируют его ко всем тканям организма. Плазматическая мембрана клетки обычно не проницаема для больших полярных молекул, поэтому для доставки необходимых питательных веществ и молекул в клетку многие транспортные белки существуют в клеточной мембране. Некоторые из этих белков являются каналами, которые позволяют определенным молекулам входить и выходить из клеток.Другие действуют как такси с односторонним движением и требуют энергии для работы.

Рисунок 6.13. Молекулы входят в клетки и выходят из них посредством транспортных белков, которые являются либо каналами, либо переносчиками.

ВИДЕО: «Натрий-калиевый насос», RicochetScience, YouTube (23 мая 2016 г.), 2:26 мин. В этом руководстве описывается, как натрий-калиевый насос использует активный транспорт для перемещения ионов натрия (Na +) из клетки и ионов калия (K +) в клетку.

Иммунитет

Белки также играют важную роль в иммунной системе организма. Прочные волокна коллагена в коже обеспечивают ей структуру и поддержку, но также служат преградой для вредных веществ. Функции атаки и разрушения иммунной системы зависят от ферментов и антител, которые также являются белками. Например, фермент под названием лизоцим секретируется в слюне и атакует стенки бактерий, вызывая их разрыв.Определенные белки, циркулирующие в крови, могут быть направлены на создание молекулярного ножа, который пронзает клеточные мембраны чужеродных захватчиков. Антитела , , , , секретируемые лейкоцитами, исследуют всю систему кровообращения в поисках вредоносных бактерий и вирусов, которые можно окружить и уничтожить. Антитела также запускают другие факторы иммунной системы для поиска и уничтожения нежелательных злоумышленников.

ВИДЕО: «Специфический иммунитет, антитела», Carpe Noctum, YouTube (11 декабря 2007 г.), 1 минута.Посмотрите это видео, чтобы увидеть, как антитела защищают от посторонних вторжений.

Производство энергии

Некоторые аминокислоты в белках можно разобрать и использовать для производства энергии. Только около 10 процентов пищевых белков катаболизируются каждый день для производства клеточной энергии. Печень способна расщеплять аминокислоты до углеродного скелета, которые затем могут быть включены в лимонную кислоту или цикл Кребса. Это похоже на то, как глюкоза используется для производства АТФ.Если диета человека не содержит достаточного количества углеводов и жиров, его организм будет использовать больше аминокислот для производства энергии, что может поставить под угрозу синтез новых белков и разрушить мышечные белки, если потребление калорий также будет низким.

Не только аминокислоты могут использоваться напрямую для получения энергии, но они также могут использоваться для синтеза глюкозы посредством глюконеогенеза. В качестве альтернативы, если человек придерживается диеты с высоким содержанием белка и потребляет больше калорий, чем необходимо его организму, лишние аминокислоты расщепляются и превращаются в жир. В отличие от углеводов и жиров, белок не имеет специальной системы хранения, которую можно было бы использовать в дальнейшем для получения энергии.

Основные функции белка в организме — Видео и стенограмма урока

Обеспечьте структуру

Итак, мы говорили об аминокислотах, которые являются строительными блоками белков, но мы также могли бы сказать, что сами белки являются строительными блоками тела.

И это подводит нас к первой важной функции белка, которая состоит в обеспечении структуры.Структурные белки составляют неотъемлемые части вашего тела. Например, кератин — это белок, содержащийся в волосах, ногтях и коже, который помогает укрепить эти структуры. Внутри вашего тела белок обеспечивает структуру каждой клетке. Коллаген, который представляет собой структурный белок, содержащийся в различных соединительных тканях, обеспечивает основу для связок, которые удерживают ваши кости вместе, и сухожилий, которые прикрепляют мышцы к этим костям.

Регулируют процессы в организме

Белки также регулируют процессы в организме.Например, ферменты — это белки, которые ускоряют химические реакции в организме. Без них основные действия, такие как расщепление пищи, которую вы едите, происходили бы слишком медленно, чтобы поддерживать вашу жизнь. Вы можете думать о ферментах как о белках, которые ускоряют процессы в организме, так же как утренний кофе заставляет ваш день двигаться вперед.

На процессы в организме также влияют гормоны — белки, регулирующие деятельность клеток или органов. Гормоны подобны химическим посланникам, которые передают приказ от одной части вашего тела к другой, так же как Пол Ревер нес сообщение о том, что британцы приходят к людям в его колонии.Например, инсулин — это гормон, который регулирует уровень сахара в крови, передавая клеткам вашего тела сообщение о том, сколько сахара присутствует в вашей крови.

Транспортные материалы

Другая функция белка — транспортировка материалов по вашему телу. Прекрасным примером этого является гемоглобин, белок, переносящий кислород, который содержится в красных кровяных тельцах. Когда вы вдыхаете воздух в легкие, молекулы кислорода из этого воздуха ждут в клетках ваших легких, чтобы прокатиться на эритроците, что-то вроде жителя Нью-Йорка, ожидающего такси.Как только кислород присоединяется к гемоглобину этого эритроцита, он может путешествовать по вашему телу.

Помогите с иммунитетом

Некоторые белки являются защитниками и помогают с иммунитетом. Например, антитела — это белки, которые могут распознавать чужеродных захватчиков в вашем теле. Эти бдительные белки похожи на дежурные часы, и они работают вместе с другими клетками вашей иммунной системы, чтобы помочь предотвратить инфекции, болезни и болезни.

Обеспечивают энергией

Итак, мы узнали, что белки обеспечивают структуру, регулируют процессы в организме, транспортируют материалы и помогают укрепить иммунитет.Белки подобны рабочим лошадкам тела, но они настолько бескорыстны, что готовы отказаться от всего, что у них есть, ради выполнения своей последней функции, а именно обеспечения энергией.

Видите ли, чтобы обеспечить энергию, молекула белка должна быть разрушена и разбита на аминокислотные части. Белок не является основным источником энергии для вашего тела, эта ответственность ложится на плечи углеводов, но если ваша диета не обеспечивает достаточного количества топлива из углеводов, тогда можно использовать белок.

Например, если вы соблюдаете диету для серьезной потери веса, ваше тело расщепляет белки и использует их аминокислоты для производства топлива. Это гарантирует, что у вашего тела всегда будет энергия, но соблюдение сверх строгой диеты также лишает ваше тело белков, необходимых для поддержания структур тела и выполнения необходимых функций, что в конечном итоге делает вас слабее.

Итоги урока

Давайте рассмотрим.

Белок — это большая молекула, состоящая из аминокислот, которая способна выполнять многие важные функции в вашем организме.

Его можно использовать для придания структуры, как мы видим с кератином, который представляет собой тип белка, обнаруженного в ваших волосах, ногтях и коже, и в коллагене, который является структурным белком, обнаруженным в различных соединительных тканях, таких как ваши связки и сухожилия.

Белки также регулируют процессы в организме. Например, ферменты — это белки, которые ускоряют химические реакции в организме, а гормоны, такие как инсулин, — это белки, которые регулируют активность клеток или органов.

Некоторые белки переносят материалы по всему телу, например, гемоглобин, белок, переносящий кислород, который содержится в красных кровяных тельцах.Другие белки помогают с иммунитетом, как мы видим с антителами, которые представляют собой белки, которые могут распознавать чужеродных захватчиков в вашем теле. И, если организму это нужно, белки также могут быть расщеплены для получения энергии.

Результаты обучения

В конце этого урока вы будете готовы:

Определить белок
Перечислить цели и функции белка
Объясните, когда и почему белок используется в качестве энергии

Функции белков в организме — Питание человека [УСТАРЕЛО]

Белки являются «рабочими лошадками» тела и участвуют во многих функциях организма.Белки бывают всех размеров и форм, и каждый из них специально структурирован для своей конкретной функции.

Структура и движение

Рисунок 6.9 Структура коллагена

Тройная спираль коллагена от Невита Дилмена / CC BY-SA 3.0

В организме человека было обнаружено более сотни различных структурных белков, но наиболее распространенным является коллаген, который составляет около 6 процентов от общей массы тела. Коллаген составляет 30 процентов костной ткани и включает большое количество сухожилий, связок, хрящей, кожи и мышц.Коллаген — это прочный волокнистый белок, состоящий в основном из глицина и пролина. Внутри его четвертичной структуры три пептидных нити скручиваются друг с другом, как веревка, а затем эти коллагеновые нити перекрываются друг с другом. Эта высокоупорядоченная структура даже прочнее, чем стальные волокна того же размера. Коллаген делает кости крепкими, но гибкими. Волокна коллагена в дерме кожи придают ей структуру, а сопутствующие фибриллы белка эластина делают ее гибкой. Зажмите кожу на руке и отпустите; белки коллагена и эластина в коже позволяют ей вернуться к своей первоначальной форме.Гладкомышечные клетки, которые выделяют белки коллагена и эластина, окружают кровеносные сосуды, придавая им структуру и способность растягиваться назад после того, как через них прокачивается кровь. Еще один сильный волокнистый белок — кератин, из которого состоят кожа, волосы и ногти. Плотно упакованные коллагеновые фибриллы в сухожилиях и связках обеспечивают синхронные механические движения костей и мышц и способность этих тканей возвращаться назад после завершения движения.

Ферменты

Хотя белки в наибольшем количестве содержатся в соединительных тканях, таких как кости, их наиболее необычная функция — это ферменты.Ферменты — это белки, которые проводят определенные химические реакции. Задача фермента — обеспечить место для химической реакции и снизить количество энергии и время, необходимое для того, чтобы эта химическая реакция произошла (это известно как «катализ»). В среднем каждую секунду в клетках происходит более ста химических реакций, и для большинства из них требуются ферменты. Одна только печень содержит более тысячи ферментных систем. Ферменты специфичны и будут использовать только определенные субстраты, которые подходят их активному сайту, подобно тому, как замок может быть открыт только с помощью определенного ключа.Почти каждая химическая реакция требует определенного фермента. К счастью, фермент может снова и снова выполнять свою роль катализатора, хотя в конечном итоге он разрушается и восстанавливается. Все функции организма, включая расщепление питательных веществ в желудке и тонком кишечнике, преобразование питательных веществ в молекулы, которые клетка может использовать, и построение всех макромолекул, включая сам белок, включают ферменты (см. Рисунок 6.10 «Роль ферментов в переваривании углеводов») .

Рисунок 6.Роль 10 ферментов в переваривании углеводов

Гормоны

Белки отвечают за синтез гормонов. Гормоны — это химические сообщения, производимые железами внутренней секреции. Когда эндокринная железа стимулируется, она выделяет гормон. Затем гормон транспортируется с кровью к своей клетке-мишени, где он передает сообщение, чтобы инициировать определенную реакцию или клеточный процесс. Например, после еды уровень глюкозы в крови повышается. В ответ на повышение уровня глюкозы в крови поджелудочная железа выделяет гормон инсулин.Инсулин сообщает клеткам тела, что глюкоза доступна и может забирать ее из крови и хранить или использовать для производства энергии или создания макромолекул. Основная функция гормонов — включать и выключать ферменты, поэтому некоторые белки могут даже регулировать действие других белков. Хотя не все гормоны состоят из белков, многие из них таковы.

Весы для жидкости и кислотно-щелочного баланса

Правильное потребление белка позволяет основным биологическим процессам организма поддерживать статус-кво в изменяющейся окружающей среде.Баланс жидкости относится к поддержанию распределения воды в организме. Если слишком много воды в крови внезапно попадает в ткань, это приводит к отеку и, возможно, к гибели клеток. Вода всегда течет из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией. В результате вода перемещается в области с более высокими концентрациями других растворенных веществ, таких как белки и глюкоза. Чтобы вода равномерно распределялась между кровью и клетками, белки постоянно циркулируют в крови в высоких концентрациях.Самый распространенный белок в крови — это белок в форме бабочки, известный как альбумин. Присутствие альбумина в крови делает концентрацию белка в крови похожей на таковую в клетках. Таким образом, обмен жидкости между кровью и клетками не является экстремальным, а скорее сводится к минимуму, чтобы сохранить статус-кво.

Рисунок 6.11 Белковый альбумин

PDB 1o9x EBI Джавахара Сваминатана и сотрудников MSD из Европейского института биоинформатики / Public Domain Белок в форме бабочки, альбумин, выполняет множество функций в организме, включая поддержание жидкостного и кислотно-щелочного баланса и транспортировку молекул.

Белок также необходим для поддержания правильного баланса pH (мера того, насколько кислым или основным является вещество) в крови. PH крови поддерживается между 7,35 и 7,45, что является слегка щелочным. Даже небольшое изменение pH крови может повлиять на функции организма. Напомним, что кислая среда может вызвать денатурацию белка, что останавливает функционирование белков. В организме есть несколько систем, которые удерживают pH крови в пределах нормы, чтобы этого не происходило. Один из них — это циркулирующий альбумин.Альбумин имеет слабую кислотность и, поскольку он отрицательно заряжен, уравновешивает множество положительно заряженных молекул, таких как протоны (H +), кальций, калий и магний, которые также циркулируют в крови. Альбумин действует как буфер против резких изменений концентраций этих молекул, тем самым уравновешивая pH крови и поддерживая статус-кво. Белок гемоглобин также участвует в кислотно-щелочном балансе, связывая и высвобождая протоны.

Транспорт

Альбумин и гемоглобин также играют роль в молекулярном транспорте.Альбумин химически связывается с гормонами, жирными кислотами, некоторыми витаминами, необходимыми минералами и лекарствами и переносит их по кровеносной системе. Каждый эритроцит содержит миллионы молекул гемоглобина, которые связывают кислород в легких и транспортируют его ко всем тканям организма. Плазматическая мембрана клетки обычно не проницаема для больших полярных молекул, поэтому для доставки необходимых питательных веществ и молекул в клетку в клеточной мембране существует множество транспортных белков. Некоторые из этих белков являются каналами, которые позволяют определенным молекулам входить и выходить из клеток.Другие действуют как такси с односторонним движением и требуют энергии для работы.

Защита

Рисунок 6.12 Белки антител

Абаговомаб (моноклональное антитело) по Blake C / CC BY-SA 3.0

Рисунок 6.13 Антигены

Цепи антител от Fred the Oyster / Public Domain

Белок антитела состоит из двух тяжелых цепей и двух легких цепей. Вариабельная область, которая отличается от одного антитела к другому, позволяет антителу распознавать соответствующий ему антиген.

Ранее мы обсуждали, что прочные волокна коллагена в коже обеспечивают ей структуру и поддержку.Плотная сеть коллагеновых волокон кожи также служит преградой для вредных веществ. Функции атаки и разрушения иммунной системы зависят от ферментов и антител, которые также являются белками. Фермент лизоцим выделяется со слюной и атакует стенки бактерий, вызывая их разрыв. Определенные белки, циркулирующие в крови, могут быть направлены на создание молекулярного ножа, который пронзает клеточные мембраны чужеродных захватчиков. Антитела, выделяемые лейкоцитами, исследуют всю систему кровообращения в поисках вредных бактерий и вирусов, которые можно окружить и уничтожить.Антитела также запускают другие факторы иммунной системы для поиска и уничтожения нежелательных злоумышленников.

Заживление ран и регенерация тканей

Белки участвуют во всех аспектах заживления ран, процесса, который проходит в трех фазах: воспалительной, пролиферативной и ремоделирующей. Например, если вы шили и укололи палец иглой, ваша плоть покраснела бы и воспалилась. Через несколько секунд кровотечение прекратится. Процесс заживления начинается с белков, таких как брадикинин, которые расширяют кровеносные сосуды в месте повреждения.Дополнительный белок, называемый фибрином, помогает защитить тромбоциты, которые образуют сгусток, чтобы остановить кровотечение. Затем, в фазе пролиферации, клетки перемещаются и восстанавливают поврежденную ткань, устанавливая новые коллагеновые волокна. Волокна коллагена помогают сблизить края раны. В фазе ремоделирования откладывается больше коллагена, образуя рубец. Рубцовая ткань только на 80 процентов функциональна, чем нормальная неповрежденная ткань. Если в диете недостаточно белка, процесс заживления ран заметно замедляется.

Хотя заживление ран происходит только после получения травмы, в организме продолжается другой процесс, называемый регенерацией тканей. Основное различие между заживлением ран и регенерацией тканей заключается в процессе восстановления точной структурной и функциональной копии утраченной ткани. Таким образом, старая умирающая ткань заменяется не рубцовой тканью, а совершенно новой, полностью функциональной тканью. Некоторые клетки (например, клетки кожи, волос, ногтей и кишечника) имеют очень высокую скорость регенерации, в то время как другие (например, клетки сердечной мышцы и нервные клетки) не регенерируют на каких-либо заметных уровнях.Регенерация тканей — это создание новых клеток (деление клеток), для чего требуется множество различных белков, включая ферменты, синтезирующие РНК и белки, транспортные белки, гормоны и коллаген. В волосяном фолликуле клетки делятся, и волосы растут в длину. Рост волос в среднем составляет 1 сантиметр в месяц, а ногтей — около 1 сантиметра каждые сто дней. Клетки, выстилающие кишечник, восстанавливаются каждые три-пять дней. Неадекватные белковые диеты ухудшают регенерацию тканей, вызывая множество проблем со здоровьем, включая нарушение переваривания и усвоения питательных веществ и, что наиболее заметно, роста волос и ногтей.

Производство энергии

Некоторые аминокислоты в белках можно разобрать и использовать для производства энергии (Рисунок 6.14 «Аминокислоты, используемые для получения энергии»). Только около 10 процентов пищевых белков катаболизируются каждый день для производства клеточной энергии. Печень способна расщеплять аминокислоты до углеродного скелета, которые затем могут быть включены в цикл лимонной кислоты. Это похоже на то, как глюкоза используется для производства АТФ. Если диета человека не содержит достаточного количества углеводов и жиров, его организм будет использовать больше аминокислот для производства энергии, что ставит под угрозу синтез новых белков и разрушает мышечные белки.Кроме того, если в рационе человека содержится больше белка, чем необходимо организму, лишние аминокислоты расщепляются и превращаются в жир.

Рисунок 6.14 Аминокислоты, используемые для производства энергии

Изображение Allison Calabrese / CC BY 4.0

Роль белков в организме — Science Learning Hub

Белки — это молекулы, состоящие из аминокислот. Они кодируются нашими генами и составляют основу живых тканей. Они также играют центральную роль в биологических процессах.Например, белки катализируют реакции в нашем организме, транспортируют молекулы, такие 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 различную комбинацию генов для создания определенных белков, необходимых для выполнения своих специализированных функций.

Синтез белка имеет 2 основных этапа. 1-й этап известен как транскрипция, когда образуется 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 в цитоплазму, где рибосомы клетки считывают информацию и начинают сборку белка в процессе, называемом трансляцией.

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

Существует 4 основания (аденин, тимин, гуанин и цитозин) и, следовательно, 64 (4 ³) возможных кодонов, определенных с использованием некоторой комбинации 3 оснований. Однако для построения всех белков в нашем организме требуется всего 20 аминокислот (для некоторых аминокислот требуется более 1 кодона). Именно конкретная 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 питание матери, температурный стресс, уровень кислорода и воздействие химикатов.

Различные типы белков

В нашем организме существует много разных 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 посторонних веществ и борьбы с инфекциями.
ДНК-ассоциированные белки регулируют структуру хромосом во время деления клеток и / или играют роль в регуляции экспрессии генов, например, гистоны и белки когезина
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 по крови.

Альтернативные роли белков

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

You Are Here

Основные функции белка: Основные функции белков в клетке / Блог / Справочник :: Бингоскул

Функции белка в организме

Функции белков в организме | Химия онлайн

что является основными ферментативными функциями рибосомы или углеводов в организме и таблица об этом

Функции белков в организме

Функции белков в клетке:

Функции белков

Структурная функция

Ферментативная функция

Гормональная функция

Рецепторная функция

Транспортная функция

Резервная функция

Сократительная функция

Защитная функция

Функции белка в клетке: структура белковой молекулы, виды органического вещества

Что такое белки

Состав

История открытия

Строение

Классификация

Функции

Каталитическая

Структурная

Защитная

Сигнальная и регуляторная

Транспортная

Запасная и моторная

Свойства

Физические

Химические

Этапы синтеза белка

Методы изучения

Биологическое значение

Интересные факты

Свойства и функции белков — урок. Химия, 8–9 класс.

Функции белков

Строение и функции белков

Структуры белка

Денатурация

Функции белков

Урок «Состав и функции белков»

6 Основные функции белков | Здоровое питание

Ремонт и обслуживание

Энергия

Гормоны

Ферменты

Транспортировка и хранение молекул

Антитела

Функция белков | Биология для майоров I

Результаты обучения

Вкратце: функция белков

Внесите свой вклад!

6.3: Функции белков — Medicine LibreTexts

Ферменты

Гормоны

Баланс жидкости и электролита

Кислотно-щелочной баланс (pH)

Транспорт

Антитела

Заживление ран, регенерация тканей и функция нервов

Источник энергии

Ключевые выводы

белковых функций — питание: наука и повседневное применение

Структура

Ферменты

Гормоны

Весы для жидкости и кислотно-щелочного баланса

Транспорт

Иммунитет

Производство энергии

Основные функции белка в организме — Видео и стенограмма урока

Обеспечьте структуру

Регулируют процессы в организме

Транспортные материалы

Помогите с иммунитетом

Обеспечивают энергией

Итоги урока

Результаты обучения