Parcenter.ru

Все про домашних животных
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Второе название белков

Калейдоскоп

Диета и глюкозамин на защите суставов

Фитнес по менструальному календарю

Красота

Класс коррекции

Бьюти-подсказки

Секреты похудения

Похудев, купила первую в жизни красную помаду

Такие разные белки

Второе название белков – “протеины”. Слово знакомое, примелькавшееся, но первоначальное значение его многим не известно. А оно, между прочим, очень символичное. Термин “протеин” происходит от греческого “protos”, что значит “первый”.

Одна из ошибок похудения заключается в том, что человек начинает меньше есть, в том числе и белковых продуктов. А ведь они материал, из которого строятся мышцы, внутренние органы, кости, кожа, волосы, ногти. белки – главный компонент ферментов, без которых невозможны биохимические реакции, а значит, и обмен веществ. Антитела, которые защищают нас от болезней. А еще протеиновые “кирпичики” – это важная составляющая гормонов. Они, как детский конструктор, детали которого подогнаны таким образом, что позволяют собирать из него много-много разнообразных комбинаций. “Детали” белковой молекулы называются аминокислотами. Они могут собираться в длинные цепочки, присоединять другие “секции”, объединяться, образовывать очень сложные конфигурации. Всего аминокислот 20. Большую часть из них организм умеет синтезировать, то есть создавать, сам. Но есть 9, которые он заменить не может. Они поэтому так и называются – “незаменимые”. И взять их неоткуда, кроме как из белковой еды. Поэтому исключать ее из своего питания или немотивированно ограничивать неразумно.

КОГДА БЕЛКА НЕ ХВАТАЕТ

Последствия белкового голодания следующие. Снижается иммунитет, мышцы теряют тонус, появляется слабость, апатия. Начинаются проблемы с памятью, и мы забываем, что собирались купить в магазине, о чем говорил шеф на совещании или преподаватель на лекции. Это не пугающие признаки подступающего склероза, а результат нехватки в питании белков.

Причин, из-за которых современный человек мог бы остаться без этого вида “довольствия”, нет. Протеиновых продуктов много, и они очень разнообразны, то есть даже у самого большого привереды выбор есть, и выбор этот хорошо бы не ограничивать. Дело в том, что набор аминокислот (звеньев белковой молекулы) у разных продуктов отличается, поэтому останавливаться на каком-то одном из них, пренебрегая другими, не стоит.

При слове “белок” первым на ум приходит яичный. Он примечателен тем, что усваивается необыкновенно легко, легче других своих “собратьев”. Среднестатистическое куриное яйцо на 74% состоит из воды, 12,8% составляют белки, 11,5% – жиры, 0,9% – углеводы, и 0,8% – минеральные вещества. Это совершенный “паек” для зародыша, но для нас он все-таки жирноват. Если мы хотим похудеть, то яиц следует есть поменьше – не больше двух штук в неделю. А запеканку или другое блюдо, которое готовится с участием названного продукта, можно делать без желтка, на одном белке. Калорийность последнего – 50 ккал на 100 г.

В отличие от легкоусвояемого куриного белка, мясо – довольно тяжелая пища. На переваривание его требуются серьезные усилия от пищеварительной системы. Именно поэтому на ночь котлетами-антрекотами и даже отварным, диетически приготовленным кусочком “заправляться” не рекомендуется. Пока желудок не справится с ним, вы не сможете полноценно заснуть. А вот для обеда этот поставщик протеина – то, что надо. Всего 85 г филе содержат примерно половину среднестатистической дневной нормы белка. К тому же калорийность постной говядины, телятины или свинины очень невысока: около 100 ккал на 100 г, но. Только в том случае, если речь идет о сыром куске. Как только мы его поджарим, калорийность тут же увеличится до 500–600 ккал. Мясо ведь на 80% состоит из воды. На сковороде она испаряется, а масло впитывается – так и происходит скачок калорийности. Именно поэтому диетологи настойчиво советуют забыть о жареном мясе. Лучше его отваривать, тушить, запекать или готовить на пару.

ПТИЦА

Куриная грудка – отличный источник протеинов для тех, кто не хочет полнеть. В 100 г белого мяса цыпленка – всего 100 ккал, 19 г белка и полный набор незаменимых аминокислот.

Но, поедая курочку, важно помнить, что не все ее части одинаково диетические. Так, куриный окорочок содержит 11% жира, а филе – только 1,9%. Согласитесь, фантастическая разница. И конечно, здорово увеличивает калорийность птицы вкусная и аппетитная кожица. Тем, кто хочет избавиться от лишнего веса, лучше ее снимать. Худеющему следует также иметь в виду, что у водоплавающих птиц (гусей и уток) мясо более жирное (24–39%), чем у индеек и кур (9–22%). А наиболее полезной для снижения веса некоторые диетологи считают индейку. Она содержит больше витаминов группы В и меньше холестерина.

Усваивается не в пример легче мяса, поставляет нам все незаменимые аминокислоты и не требует долгой кулинарной обработки. Не случайно те, кто сбрасывает лишний вес, очень часто предпочитают именно ее как поставщика протеинов. В рыбе и морепродуктах содержится от 16 до 25% белка. По калорийности она бывает очень разной: от 70 до 220 ккал на 100 г, но даже жирные сорта полезны худеющим, поскольку содержат полиненасыщенные жирные кислоты, известные под названием “омега-3”. Дело в том, что эти кислоты нормализуют обмен веществ, и в частности липидный (жировой).

МОЛОКО

Считать его чисто белковой пищей сложно. В обычном коровьем содержится 3,2% жира и 3% белка. Однако мизерность присутствия – не повод отказываться от замечательного продукта. Молочный белок при расщеплении дает все незаменимые аминокислоты и усваивается на 96%. В кисломолочных продуктах, таких как сыр, творог, йогурты, этого замечательного легкоусвояемого белка больше, чем в молоке. Например, “облегченный” творог с содержанием жира не выше 0,6% даст нам 18 г белков и 88 ккал на 100 г. Нежирные сорта сыра – они тоже появились в продаже – несколько суховаты и жестковаты, к ним надо привыкать. Но, в конце концов, если уж очень хочется, то можно позволить себе маленький кусочек обычного, жирного.

РАСТИТЕЛЬНЫЙ БЕЛОК

Растущих на земле источников протеина не так уж мало. К одному из них мы “припадаем” каждый день. Это хлеб. Пшеничное зерно содержит белок, но самые богатые им – соя, горох, чечевица, орехи, грибы. Аминокислотный состав растительных белков уступает мясу, птице, рыбе и молоку, он не такой полноценный. Какими-то незаменимыми аминокислотами богаты бобовые культуры, какими-то – зерновые. Но именно какими-то. Для того чтобы растительное питание стало сбалансированным по протеиновому составу, надо съедать очень много “носителей” белка, и к тому же разнообразных. Именно из-за этого обстоятельства (неполноценности растительной пищи) многие диетологи критикуют вегетарианство и еще более строгое веганство. Исповедующие веганство отказываются не только от мясного, рыбного, куриного, но также и от молочного белка. А тотальный дефицит незаменимых аминокислот рано или поздно приведет к снижению иммунитета, а значит, и к проблемам со здоровьем. Поэтому белки разные нужны, белки разные важны! Но перебарщивать с ними тоже опасно.

КОГДА БЕЛКА МНОГО

В “отношениях” с белковой пищей некоторые худеющие впадают еще в одну крайность. Следуя модным безуглеводным диетам, едят в непомерном количестве главных “поставщиков” белка – мясо и рыбу – в ущерб другим продуктам. Вес при этом действительно снижается, но одновременно страдает здоровье.

Дело в том, что над выведением продуктов переработки белка трудятся почки. Когда протеинов чрезмерно много, они работают в полную силу и не всегда справляются. В результате может развиться почечная недостаточность. Помимо проблем с почками, у последователей безуглеводных диет кожа становится дряблой, цвет лица – нездоровым и сил нет ни на что. Избыток мяса в диетах подобного рода обычно сопровождается избытком жира, а он плохо переносится желчным пузырем и поджелудочной железой. В результате возможно развитие желчнокаменной болезни, холецистита и панкреатита. “Фанаты” белка рискуют приобрести и подагру. К этой болезни приводит выпадение кристаллов мочевой кислоты на поверхности суставов и в тканях. Предшественники мочевой кислоты – пурины, а ведь именно ими богаты печенка, почки, жирное мясо и некоторые сорта рыбы (треска, судак, сельдь). Поэтому в стремлении обеспечить организм белками не будем забывать и о других продуктах тоже. Тем более что овощные гарниры, к примеру, чудесно помогают усвоению мяса и рыбы.

Что такое белки, их значение для организма, в каких продуктах содержится белок

Основа жизни – белок.
Большинство биологических организмов на Земле, включая человека, – белковые структуры. Белки это вещества, без которых в организме корректный ход многих процессов невозможен.

Разберемся, чем полезны белки, какие продукты ими богаты, что представляет собой основанная на них диета.

Значение белка для организма

Белки — это первый компонент фундаментальной пищевой триады БЖУ (белки-жиры-углеводы). Рацион питания считается сбалансированным, если в нем данные компоненты распределены так (%): 30-30-40. То есть белкам отведена треть рациона.

Но что такое белки? Это сложные органические вещества. Аминокислоты, выстроенные цепочкой, – вот из чего состоят белки. Таких аминокислот всего 20, но их комбинации создают бесконечное разнообразие: список белков включает почти сотню тысяч позиций.

Организм продуцирует только половину необходимых аминокислот. Создать остальные, призвано питание:

  • Белки состоят из аминокислот. Они расщепляются для синтеза белков организма. Или распадаются дальше, пополняя энергорезервы.
  • Источники белка продукты: мясо, птица, рыбные, молочные продукты, орехи, зерно, бобовые. Они содержатся в овощах, фруктах, ягодах, но меньше.
  • По этому принципу определяют главные виды белков: растительные и животные. Человеку необходимы оба.

Восстанавливать клеточные и тканевые структуры, налаживать биохимические процессы, убирать шлаки, наращивать мышцы – вот в чем заключается роль белка в организме.
Другие названия компонента – протеины (так белки называют бодибилдеры) или полипептиды.

Основные функции белка

Они не зря входят в первую тройку нутриентов. Перечень функций белка в организме человека внушителен:

  • Транспорт. Полипептидами разносится кислород по крови. Через них к органам поступают питательные вещества, лекарственные препараты, другие вещества.
  • Физические кондиции клеток. Большинство клеток, межклеточное вещество имеют их в составе. Если в рационе человека белка достаточно, они здоровы: формируются, растут правильно, эластичны, внутриклеточные обменные процессы проходят корректно. Однако со временем или от болезней клетки и ткани разрушаются. Без данного компонента восстановление невозможно. Эта функция важна для растущего организма (дети, подростки, беременные женщины) и людей, занятых тяжелой работой.
  • Гормональный фон. Белки являются основой многих гормонов. Например, инсулина или продукции щитовидной железы. Их приток стабилизирует гормональный фон. Особенно это важно в период полового созревания, при климаксе, других подобных факторах.
  • Метаболизм. Почти все ферменты, помогающие расщеплять сложные компоненты продуктов питания на первичные элементы, состоят из полипептидов. Достаточное содержание белка – залог усвояемости продуктов питания, выработки дополнительной энергии.
  • Защита. Функция основана на определении белков как «строителей» новых клеток вместо выбывших. Так они укрепляют иммунитет, подпитывая защитные резервы организма.
  • Координация. Работа мышечной системы как единого целого без насыщенных полипептидами продуктов невозможна.
  • Эстетика. Протеины создают насыщение: надолго притупить чувство голода способно небольшое количество еды. Закономерно, что для бодибилдеров или сидящих на диете эти продукты – компонент питания номер один. Нутриент как строитель мышечной ткани делает фигуру точеной.
Читать еще:  Белка летом фото

Жиры аккумулируются организмом «на всякий случай», углеводы становятся энергией. Полипептиды распадаются на аминокислоты, расходуясь на «ремонт» тканей или органов.

Действие на организм

Пища богатая белками, без излишков жиров или углеводов, оперативно оздоравливает организм. Механизм следующий:

  • Улучшается метаболизм. Уходят шлаки, токсины, прочий мусор. В результате внутренние органы работают нормально.
  • Без углеводов снижается насыщенность крови сахаром. Сердечно-сосудистая система укрепляется.
  • Нормализуется выработка инсулина. Благодаря этому глюкоза, которую впитывают мышцы, сжигается быстрее.
  • Ужесточается контроль водного баланса. Лишняя жидкость (весомый фактор лишнего веса) выводится.
  • Поскольку жировые резервы расходуются без потери других полезных веществ, мышцы сохраняют тонус.

Насыщение от протеиновых продуктов сохраняется долго: они перевариваются не вдруг.

Белковая пища это какие продукты

Данные нутриенты присутствуют почти во всех видах пищи. Диетологи установили, в каких продуктах много белков. Они классифицируются как белковая (протеиновая) пища.

Виды протеиновой пищи

Продукты, насыщенные белком, бывают растительной или животной природы. У обоих видов продуктов свои достоинства и минусы:

  • Растительный белок не утрачивает свойств после термообработки. Но усваивается медленно, придется съедать килограммы такой еды, чтобы набрать суточную норму. Поэтому как самостоятельный игрок котируется только вегетарианцами.
  • Продукты животного происхождения усваиваются быстро, их нужно меньше по массе, однако почти у всех видов избыток жирового компонента. При потреблении осторожность требуется от следящих за фигурой.

В сегменте белковой пищи список продуктов обширен, личный рацион легко составят веганы, вегетарианцы, мясоеды.
Для поступления полного набора из аминокислот рекомендуется потреблять оба вида. Соотношение – 60% животного белка, 40% растительного.

Продукты животного происхождения как основной источник белка

У животной белковой еды список продуктов наиболее длинный и разнообразный. Включает мясные, рыбные, молочные продукты, яйца.

Рассмотрим их подробнее:

  • Мясо. Содержит комплекс аминокислот плюс протеиновые структуры. Они облегчают усвоение еды, быстро и надолго притупляя голод. Речь о говядине, свинине, птице, субпродуктах.

Продукт номер один по количеству и характеристикам белка – курятина, вторая – говядина (она чуть жирнее). Для лучшей усвояемости белков мякоть желательно отваривать, запекать или тушить. Но не жарить.

У свинины нутриент аккумулирует нежирная малосочная мякоть. Меньше всего его у сала и жирной мякоти.

Достаточно нутриента содержат гусятина и индюшатина.

Насыщены им продукты — печень, почки, сердце перечисленных видов животных и птицы. Блюда из субпродуктов богаты железом, поэтому полезны анемичным людям.

  • Рыба. Насыщена белками, низкокалорийна, легче, нежнее мяса. Продукт содержит множество минералов – йод, фосфор, калий, магний.

Вариант номер один – лососевое филе. Здесь также изобилие жирных омега 3 кислот, необходимых организму.

Полезны тунец, анчоусы, лобстеры, морепродукты, икра, молоки. Из консервов подходят варианты с рыбой в собственном соку.

  • Яйца. Куриные яйца – кладезь протеина. У желтков и белков этого компонента почти поровну.
  • Молочные продукты. Без красителей, загустителей, прочих добавок. Они содержат сывороточный протеин, укрепляющий иммунитет. Казеин (которым богаты кисломолочные продукты) способствует насыщению и продолжительному отсутствию чувства голода. Кисломолочные виды продуктов, например, творог, усваиваются практически мгновенно. Сохраняют достойные кондиции ногтей, скелета, зубов.

Почти лишено этого нутриента свежее молоко, но богато сухое цельное. Годятся мало — обезжиренные кисломолочные виды.

Продукты — лидеры по концентрации молочного белка: сыворотка, обезжиренный творог, сыры голландский, бри, литовский, пармезан, чеддер.

В каких овощах содержится белок

Таких представителей единицы:

  • зеленый болгарский перец;
  • свекла;
  • брюссельская капуста;
  • редис.

Брюссельская капуста – лидер, но и у нее белка мало (1,46-1,59 грамма на 100 граммов). Чтобы набрать ежесуточную норму, овощи придется съедать килограммами.

Крупы и бобовые в которых содержится много белка

Данные виды продуктов питания – основные поставщики белка вегетарианцам или сидящим на диете.

Крупы. Полезны, когда нехватку белка нужно восполнить срочно. Блюда из них богаты полиненасыщенными жирными кислотами, поэтому упорядочивают метаболизм. Показаны рис, перловая, гречневая, овсяная и пшеничная крупы.

Много этого нутриента в отрубях, пророщенной пшенице и ржи.

Бобовые культуры. Высокий процент полипептидов, насыщенность витаминной группой В плюс минералы отличает следующие виды продукта:

  • чечевица;
  • соя;
  • горох (сушеный, консервированный, свежий; нут);
  • фасоль (обычная или стручковая).

Бобовые культуры – полноценный дешевый заменитель животного белка.
Продукты также насыщены клетчаткой, которая вычищает шлаки и другой мусор.

Орехи и семена содержащие белок

Насыщенный протеинами, но проблемный сегмент продуктов. У орехов и семечек также изобилие других полезных элементов. Например, витамина Е, который дуэтом с протеиновыми структурами участвует в формировании мышц. Однако у них избыток жиров, они калорийны. Продукты утолят голод быстро и надолго, но для контролирующих личный вес не годятся.
Наибольшее количество нутриента содержат (по возрастанию): грецкие, миндальные, фундук, фисташки, арахис. То есть меньше всего у грецких орехов, чемпион – арахис.
Богаты белком кунжут, семечки подсолнечника, конопляные, тыквенные, льняные (20-22 г/100 г).

Другие продукты

Изобилие белков у порошка какао, сушеных белых грибов (по 20,1), морских водорослей (особенно спирулины – 28), мучных изделий. Например, у макарон его больше, чем у риса (10 против 7).

Топ 10 продуктов с наибольшим содержанием белка

Таблица белков представляет категории продуктов питания с максимальным количеством данного нутриента:

Белки. Свойства белка.

Белки – природные полипептиды с огромной молекулярной массой. Они входят в состав всех живых организмов и выполняют различные биологические функции.

Строение белка.

У белков существует 4 уровня строения:

  • первичная структура белка – линейная последовательность аминокислот в полипептидной цепи, свернутых в пространстве:

  • вторичная структура белка – конформация полипептидной цепи, т.к. скручивание в пространстве за счет водородных связей между NH и СО группами. Есть 2 способа укладки: α-спираль и β— структура.

На одном витке укладываются 4 аминокислотных остатка, которые находятся снаружи спирали.

Полипептидная цепь растянута, ее участки располагаются параллельны друг другу и удерживаются водородными связями.

  • третичная структура белка – это трехмерное представление закрученной α-спираль или β-структуры в пространстве:

Эта структура образуется за счет дисульфидных мостиков –S-S- между цистеиновыми остатками. В образовании такой структуры участвуют противоположно заряженные ионы.

  • четвертичная структура белка образуется за счет взаимодействия между разными полипептидными цепями:

Синтез белка.

В основе синтеза лежит твердофазный метод, в котором первая аминокислота закрепляется на полимерном носителе, а к ней последовательно подшиваются новые аминокислоты. После полимер отделяют от полипептидной цепи.

Физические свойства белка.

Физические свойства белка определяются строением, поэтому белки делят на глобулярные (растворимые в воде) и фибриллярные (нерастворимые в воде).

Химические свойства белков.

1. Денатурация белка (разрушение вторичной и третичной структуры с сохранением первичной). Пример денатурации – свертывание яичных белков при варке яиц.

2. Гидролиз белков – необратимое разрушение первичной структуры в кислом или щелочном растворе с образованием аминокислот. Так можно установить количественный состав белков.

3. Качественные реакции:

Биуретовая реакция – взаимодействие пептидной связи и солей меди (II) в щелочном растворе. По окончанию реакции раствор окрашивается в фиолетовый цвет.

Ксантопротеиновая реакция — при реакции с азотной кислотой наблюдается желтое окрашивание.

Биологическое значение белка.

1. Белки – строительный материал, из него построены мышцы, кости, ткани.

2. Белки — рецепторы. Передают и воспринимают сигнал, поступающих от соседних клеток из окружающей среды.

3. Белки играют важную роль в иммунной системе организма.

4. Белки выполняют транспортные функции и переносят молекулы или ионы в место синтеза или накопления. (Гемоглобин переносит кислород к тканям.)

5. Белки – катализаторы – ферменты. Это очень мощные селективные катализаторы, которые ускоряют реакции в миллионы раз.

Есть ряд аминокислот, которые не могут синтезироваться в организме — незаменимые, их получают только с пищей: тизин, фенилаланин, метинин, валин, лейцин, триптофан, изолейцин, треонин.

Второе название белков

§ 10. КЛАССИФИКАЦИЯ БЕЛКОВ

Существуют несколько подходов к классификации белков: по форме белковой молекулы, по составу белка, по функциям. Рассмотрим их.

Классификация по форме белковых молекул

По форме белковых молекул различают фибриллярные белки и глобулярные белки.

Фибриллярные белки представляют собой длинные нитевидные молекулы, полипептидные цепи которых вытянуты вдоль одной оси и скреплены друг с другом поперечными сшивками (рис. 18,б). Эти белки отличаются высокой механической прочностью, нерастворимы в воде. Они выполняют главным образом структурные функции: входят в состав сухожилий и связок (коллаген, эластин), образуют волокна шелка и паутины (фиброин), волосы, ногти, перья (кератин).

В глобулярных белках одна или несколько полипептидных цепей свернуты в плотную компактную структуру – клубок (рис. 18,а). Эти белки, как правило, хорошо растворимы в воде. Их функции многообразны. Благодаря им осуществляются многие биологические процессы, о чем подробнее будет изложено ниже.

Читать еще:  Белка в сибири сканворд

Рис. 18. Форма белковых молекул:

а – глобулярный белок, б – фибриллярный белок

Классификация по составу белковой молекулы

Белки по составу можно разделить на две группы: простые и сложные белки. Простые белки состоят только из аминокислотных остатков и не содержат других химических составляющих. Сложные белки, помимо полипептидных цепей, содержат другие химические компоненты.

К простым белкам относятся РНКаза и многие другие ферменты. Фибриллярные белки коллаген, кератин, эластин по своему составу являются простыми. Запасные белки растений, содержащиеся в семенах злаков, – глютелины, и гистоны – белки, формирующие структуру хроматина, принадлежат также к простым белкам.

Среди сложных белков различают металлопротеины, хромопротеины, фосфопротеины, гликопротеины, липопротеины и др. Рассмотрим эти группы белков подробнее.

Металлопротеины

К металлопротеинам относят белки, в составе которых имеются ионы металлов. В их молекулах встречаются такие металлы, как медь, железо, цинк, молибден, марганец и др. Некоторые ферменты по своей природе являются металлопротеинами.

Хромопротеины

В составе хромопротеинов в качестве простетической группы присутствуют окрашенные соединения. Типичными хромопротеинами являются зрительный белок родопсин, принимающий участие в процессе восприятие света, и белок крови гемоглобин (Hb), четвертичная структура которого рассмотрена в предыдущем параграфе. В состав гемоглобина входит гем, представляющий собой плоскую молекулу, в центре которой расположен ион Fe 2+ (рис. 19). При взаимодействии гемоглобина с кислородом образуется оксигемоглобин. В альвеолах легких гемоглобин насыщается кислородом. В тканях, где содержание кислорода незначительно, оксигемоглобин распадается с выделением кислорода, который используется клетками:

.

Гемоглобин может образовывать соединение с оксидом углерода (II), которое называется карбоксигемоглобином:

.

Карбоксигемоглобин не способен присоединять кислород. Вот почему происходит отравление угарным газом.

Гемоглобин и другие гем-содержащие белки (миоглобин, цитохромы) называют еще гемопротеинами из-за наличия в их составе гема (рис. 19).

Фосфопротеины

Фосфопротеины в своем составе содержат остатки фосфорной кислоты, связанные с гидроксильной группой аминокислотных остатков сложноэфирной связью (рис. 20).

Рис. 20. Фосфопротеин

К фосфопротеинам относится белок молока казеин. В его состав входят не только остатки фосфорной кислоты, но и ионы кальция. Фосфор и кальций необходимы растущему организму в больших количествах, в частности, для формирования скелета. Кроме казеина, в клетках много и других фосфопротеинов. Фосфопротеины могут подвергаться дефосфорилированию, т.е. терять фосфатную группу:

фосфопротеин + Н2 протеин + Н3РО4

Дефосфорилированные белки могут при определенных условиях быть снова фосфорилированы. От наличия фосфатной группы в их молекуле зависит их биологическая активность. Одни белки проявляют свою биологическую функцию в фосфорилированном виде, другие – в дефосфорилированном. Посредством фосфорилирования – дефосфорилирования регулируются многие биологические процессы.

Липопротеины

К липопротеинам относятся белки, содержащие ковалентно связанные липиды. Эти белки встречаются в составе клеточных мембран. Липидный (гидрофобный) компонент удерживает белок в мембране (рис. 21).

Рис. 21. Липопротеины в клеточной мембране

К липопротеинам относят также белки крови, участвующие в транспорте липидов и не образующие с ними ковалентную связь.

Гликопротеины

Гликопротеины содержат в качестве простетической группы ковалентно связанный углеводный компонент. Гликопротеины разделяют на истинные гликопротеины и протеогликаны. Углеводные группировки истинных гликопротеинов содержат обычно до 15 – 20 моносахаридных компонентов, у протеогликанов они построены из очень большого числа моносахаридных остатков (рис. 22).

Рис. 22. Гликопротеины

Гликопротеины широко распространены в природе. Они встречаются в секретах (слюне и т.д.), в составе клеточных мембран, клеточных стенок, межклеточного вещества, соединительной ткани и т.д. Многие ферменты и транспортные белки являются гликопротеинами.

Классификация по функциям

По выполняемым функциям белки можно разделить на структурные, питательные и запасные белки, сократительные, транспортные, каталитические, защитные, рецепторные, регуляторные и др.

Структурные белки

К структурным белкам относятся коллаген, эластин, кератин, фиброин. Белки принимают участие в формировании клеточных мембран, в частности, могут образовывать в них каналы или выполнять другие функции ( рис. 23).

Рис. 23. Клеточная мембрана.

Питательные и запасные белки

Питательным белком является казеин, основная функция которого заключается в обеспечении растущего организма аминокислотами, фосфором и кальцием. К запасным белкам относятся яичный белок, белки семян растений. Эти белки потребляются во время развития зародышей. В организме человека и животных белки в запас не откладываются, они должны систематически поступать с пищей, в противном случае может развиться дистрофия.

Сократительные белки

Сократительные белки обеспечивают работу мышц, движение жгутиков и ресничек у простейших, изменение формы клеток, перемещение органелл внутри клетки. Такими белками являются миозин и актин. Эти белки присутствуют не только в мышечных клетках, их можно обнаружить в клетках практически любой ткани животных.

Транспортные белки

Гемоглобин, рассмотренный в начале параграфа, является классическим примером транспортного белка. В крови присутствуют и другие белки, обеспечивающие транспорт липидов, гормонов и иных веществ. В клеточных мембранах находятся белки, способные переносить через мембрану глюкозу, аминокислоты, ионы и некоторые другие вещества. На рис. 24 схематически показана работа переносчика глюкозы.

Рис. 24. Транспорт глюкозы через клеточную мембрану

Белки-ферменты

Каталитические белки, или ферменты, представляют собой самую многообразную группу белков. Почти все химические реакции, протекающие в организме, протекают при участии ферментов. К настоящему времени открыто несколько тысяч ферментов. Более подробно они будут рассмотрены в следующих параграфах.

Защитные белки

К этой группе относятся белки, защищающие организм от вторжения других организмов или предохраняющие его от повреждений. Иммуноглобулины, или антитела, способны распознавать проникшие в организм бактерии, вирусы или чужеродные белки, связываться с ними и способствовать их обезвреживанию.

Другие компоненты крови, тромбин и фибриноген, играют важную роль в процессе свертывания крови. Они предохраняют организм от потери крови при повреждении сосудов. Под действием тромбина от молекул фибриногена отщепляются фрагменты полипептидной цепи, в результате этого образуется фибрин:

фибриноген фибрин.

Образовавшиеся молекулы фибрина агрегируют, формируя длинные нерастворимые цепи. Сгусток крови вначале является рыхлым, затем он стабилизируется за счет межцепочечных сшивок. Всего в процессе свертывания крови участвует около 20 белков. Нарушения в структуре их генов является причиной такого заболевания, как гемофилия – сниженная свертываемость крови.

Рецепторные белки

Клеточная мембрана является препятствием для многих молекул, в том числе и для молекул, предназначенных для передачи сигнала внутрь клеток. Тем не менее клетка способна получать сигналы извне благодаря наличию на ее поверхности специальных рецепторов, многие из которых являются белками. Сигнальная молекула, например, гормон, взаимодействуя с рецептором, образует гормон-рецепторный комплекс, сигнал от которого передается далее, как правило, на белковый посредник. Последний запускает серию химических реакций, результатом которых является биологический ответ клетки на воздействие внешнего сигнала (рис. 25).

Рис.25. Передача внешних сигналов в клетку

Регуляторные белки

Белки, участвующие в управлении биологическими процессами, относят к регуляторным белкам. К ним принадлежат некоторые гормоны. Инсулин и глюкагон регулируют уровень глюкозы в крови. Гормон роста, определяющий размеры тела, и паратиреоидный гормон, регулирующий обмен фосфатов и ионов кальция, являются регуляторными белками. К этому классу белков принадлежат и другие протеины, участвующие в регуляции обмена веществ.

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.

Второе название белков

«Жизнь, есть способ существования белковых тел»

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.

Белки (полипептиды) – биополимеры, построенные из остатков α-аминокислот, соединенных пептидными (амидными) связями. В состав этих биополимеров входят мономеры 20 типов. Такими мономерами являются аминокислоты. Каждый белок по своему химическому строению является полипептидом. Некоторые белки состоят из нескольких полипептидных цепей. В составе большинства белков находится в среднем 300-500 остатков аминокислот. Известно несколько очень коротких природных белков, длиной в 3-8 аминокислот, и очень длинных биополимеров, длиной более чем в 1500 аминокислот. Образование белковой макромолекулы можно представить как реакцию поликонденсации α-аминокислот:

Аминокислоты соединяются друг с другом за счёт образования новой связи между атомами углерода и азота – пептидной (амидной):

Из двух аминокислот (АК) можно получить дипептид, из трёх – трипептид, из большего числа АК получают полипептиды (белки).

Функции белков в природе универсальны. Белки входят в состав мозга, внутренних органов, костей, кожи, волосяного покрова и т.д. Основным источником α — аминокислот для живого организма служат пищевые белки, которые в результате ферментативного гидролиза в желудочно-кишечном тракте дают α — аминокислоты. Многие α — аминокислоты синтезируются в организме, а некоторые необходимые для синтеза белков α — аминокислоты не синтезируются в организме и должны поступать извне. Такие аминокислоты называются незаменимыми. К ним относятся валин, лейцин, треонин, метионин, триптофан и др. (см. таблицу). При некоторых заболеваниях человека перечень незаменимых аминокислот расширяется.

· Каталитическая функция — осуществляется с помощью специфических белков — катализаторов (ферментов). При их участии увеличивается скорость различных реакций обмена веществ и энергии в организме.

Ферменты катализируют реакции расщепления сложных молекул (катаболизм) и их синтеза (анаболизм), а также репликации ДНК и матричного синтеза РНК. Известно несколько тысяч ферментов. Среди них такие, как, например пепсин, расщепляют белки в процессе пищеварения.

· Транспортная функция — связывание и доставка (транспорт) различных веществ от одного органа к другому.

Так, 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.

Читать еще:  Черно белая белка

· Защитная функция — связывание и обезвреживание веществ, поступающих в организм или появляющихся в результате жизнедеятельности бактерий и вирусов.

Защитную функцию выполняют специфические белки (антитела — иммуноглобулины), образующиеся в организме (физическая, химическая и иммунная защита). Так, например, защитную функцию выполняет белок плазмы крови фибриноген, участвуя в свертывании крови и тем самым уменьшая кровопотери.

· Сократительная функция (актин, миозин) – в результате взаимодействия белков происходит передвижение в пространстве, сокращение и расслабление сердца, движение других внутренних органов.

· Структурная функция — белки составляют основу строения клетки. Некоторые из них (коллаген соединительной ткани, кератин волос, ногтей и кожи, эластин сосудистой стенки, кератин шерсти, фиброин шелка и др.) выполняют почти исключительно структурную функцию.

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

· Гормональная (регуляторная) функция — способность передавать сигналы между тканями, клетками или организмами.

Выполняют белки-регуляторы обмена веществ. Они относятся к гормонам, которые образуются в железах внутренней секреции, некоторых органах и тканях организма.

· 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.

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

Физические свойства белков

Белки – очень длинные молекулы, которые состоят из звеньев аминокислот, сцепленных пептидными связями. Это – природные полимеры, молекулярная масса белков колеблется от нескольких тысяч до нескольких десятков миллионов. Например, альбумин молока имеет молекулярную массу 17400, фибриноген крови – 400.000, белки вирусов – 50.000.000. Каждый пептид и белок обладают строго определенным составом и последовательностью аминокислотных остатков в цепи, это и определяет их уникальную биологическую специфичность. Количество белков характеризует степень сложности организма (кишечная палочка – 3000, а в человеческом организме более 5 млн. белков).

Первый белок, с которым мы знакомимся в своей жизни, это белок куриного яйца альбумин — хорошо растворим в воде, при нагревании свертывается (когда мы жарим яичницу), а при долгом хранении в тепле разрушается, яйцо протухает. Но белок спрятан не только под яичной скорлупой. Волосы, ногти, когти, шерсть, перья, копыта, наружный слой кожи — все они почти целиком состоят из другого белка, кератина. Кератин не растворяется в воде, не свертывается, не разрушается в земле: рога древних животных сохраняются в ней так же хорошо, как и кости. А белок пепсин, содержащийся в желудочном соке, способен разрушать другие белки, это процесс пищеварения. Белок инрерферон применяется при лечении насморка и гриппа, т.к. убивает вызывающие эти болезни вирусы. А белок змеиного яда способен убивать человека.

С точки зрения пищевой ценности белков, определяемой их аминокислотным составом и содержанием так называемых незаменимых аминокислот, белки подразделяются на полноценные и неполноценные. К полноценным белкам относятся преимущественно белки животного происхождения, кроме желатины, относящейся к неполноценным белкам. Неполноценные белки — преимущественно растительного происхождения. Однако некоторые растения (картофель, бобовые и др.) содержат полноценные белки. Из животных белков особенно большую ценность для организма представляют белки мяса, яиц, молока и др.

В состав многих белков помимо пептидных цепей входят и неаминокислотные фрагменты, по этому критерию белки делят на две большие группы — простые и сложные белки (протеиды). Простые белки содержат только аминокислотные цепи, сложные белки содержат также неаминокислотные фрагменты (Например, гемоглобин содержит железо).

По общему типу строения белки можно разбить на три группы:

1. Фибриллярные белки — нерастворимы в воде, образуют полимеры, их структура обычно высокорегулярна и поддерживается, в основном, взаимодействиями между разными цепями. Белки, имеющие вытянутую нитевидную структуру. Полипептидные цепи многих фибриллярных белков расположены параллельно друг другу вдоль одной оси и образуют длинные волокна (фибриллы) или слои.

Большинство фибриллярных белков не растворяются в воде. К фибриллярным белкам относят например, α- кератины (на их долю приходится почти весь сухой вес волос , белки шерсти , рогов , копыт , ногтей , чешуи , перьев ), коллаген — белок сухожилий и хрящей , фиброин — белок шёлка ).

2. Глобулярные белки — водорастворимы, общая форма молекулы более или менее сферическая. Среди глобулярных и фибриллярных белков выделяют подгруппы. К глобулярным белкам относятся ферменты, иммуноглобулины, некоторые гормоны белковой природы (например, инсулин) а также другие белки, выполняющие транспортные, регуляторные и вспомогательные функции.

3. Мембранные белки — имеют пересекающие клеточную мембрану домены, но части их выступают из мембраны в межклеточное окружение и цитоплазму клетки. Мембранные белки выполняют функцию рецепторов, то есть осуществляют передачу сигналов, а также обеспечивают трансмембранный транспорт различных веществ. Белки-транспортеры специфичны, каждый из них пропускает через мембрану только определённые молекулы или определённый тип сигнала.

Белки – неотъемлемая часть пищи животных и человека. Живой организм отличается от неживого в первую очередь наличием белков. Для живых организмов характерно огромное разнообразие белковых молекул и их высокая упорядоченность, что и определяет высокую организацию живого организма, а также способность двигаться, сокращаться, воспроизводиться, способность к обмену веществ и к многим физиологическим процессам.

Фишер Эмиль Герман, немецкий химик-органик и биохимик. В 1899 начал работы по химии белков. Используя созданный им в 1901 эфирный метод анализа аминокислот, Ф. впервые осуществил качественные и количественные определения продуктов расщепления белков, открыл валин, пролин (1901) и оксипролин (1902), экспериментально доказал, что аминокислотные остатки связываются между собой пептидной связью; в 1907 синтезировал 18-членный полипептид. Ф. показал сходство синтетических полинептидов и пептидов, полученных в результате гидролиза белков. Ф. занимался также изучением дубильных веществ. Ф. создал школу химиков-органиков. Иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1899). Нобелевская премия (1902).

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

Выделяют 4 уровня структурной организации белков:

1. Первичная структура — определенная последовательность α-аминокислотных остатков в полипептидной цепи.

2. Вторичная структура

А) конформация полипептидной цепи, закрепленная множеством водородных связей между группами N-H и С=О. Одна из моделей вторичной структуры — α-спираль.

Б) Другая модель — β-форма («складчатый лист»), в которой преобладают межцепные (межмолекулярные) Н-связи.

3. Третичная структура — форма закрученной спирали в пространстве, образованная главным образом за счет дисульфидных мостиков -S-S-, водородных связей, гидрофобных и ионных взаимодействий.

4. Четвертичная структура — агрегаты нескольких белковых макромолекул (белковые комплексы), образованные за счет взаимодействия разных полипептидных цепей

Молекула белка стремится не только к реализации своей биоактивности, но и к наиболее компактной структуре, позволяющей ей максимально реализовать свои функции.

Белки как молекулы. Состав, структура и функции белков. Урок 10

Белки выполняют ведущую роль в жизни организмов, преобладая в них и количественно. В теле животных они составляют 40-50% сухой массы, в растениях – 20-35%. Это самая разнообразная группа молекул – как химически, так и функционально. Состав и структура белков определяет огромное разнообразие их функций в клетке: их так много, что невозможно перечислить и описать их все. Однако можно сгруппировать эти функции в следующие восемь категорий. Но этот список также будет неполным.

    1. Ферментативная (каталитическая). Ферменты имеют белковое происхождение. Это трёхмерные глобулярные (свёрнутые) белки, плотно прилегающие к молекуле для её расщепления или сборки. Такая подгонка ускоряет специфические химические реакции в клетке.
    2. Защитная. Другие глобулярные белки используют свою форму для распознавания чужеродных микроорганизмов и раковых клеток. Эти приёмные устройства формируются эндокринной и иммунной системами. Многие живые организмы выделяют белки, ядовитые для других. Токсины синтезируют ряд животных, грибов, растений, микроорганизмов. В свою очередь, некоторые организмы способны вырабатывать антитоксины, которые подавляют действие этих ядов.
    3. Транспортная. Глобулярные белки присоединяют и транспортируют мелкие молекулы и ионы. Например, транспортный белок гемоглобин переносит кислород и углекислоту с потоком крови. Мембранные транспортные белки помогают молекулам и ионам двигаться через плазмалемму. Альбумины крови транспортируют жирные кислоты, глобулины – ионы металлов и гормоны.
    4. Структурная. Белковые молекулы входят в состав всех клеточных мембран и органоидов. Из белков построены элементы цитоскелета, сократительные структуры мышечных волокон. Структурными являются кератин в волосах, фибрин в сгустках крови, коллагенв коже, связках, сухожилиях и костях. В состав связок, стенок артерий и лёгких входит также структурный белок эластин.
    5. Двигательная. Сократительные белки обеспечивают способность клеток, тканей, органов и целых организмов изменять форму, двигаться. Мышцы сокращаются за счёт движения двух видов белковых нитей: актина и миозина. Контрактильные (лат. contraho, contractum – стягивать, сокращать) протеины играют ключевую роль в цитоскелете и передвижении веществ внутри клетки. Белок тубулин также входит в состав микротрубочек веретена деления, ресничек и жгутиков эукариотических клеток.
    6. Регуляторная. Крошечные белки, называемые гормонами, служат межклеточными посланниками в теле животных. Другие белки регулируют синтез РНК на ДНК, включая и выключая гены. Кроме того белки получают информацию, действуя в качестве рецепторов клеточной поверхности (эту функцию иногда считают отдельной, называя рецепторной).
    7. Запасающая. Кальций и железо хранятся в организме в виде ионов, связанных с белками хранения. В семенах растений запасаются резервные белки, которые используются зародышем при прорастании, а затем и проростком как источник азота.

  1. Энергетическая. После расщепления до аминокислот белки могут служить источником энергии в клетке. При полном окислении 1 г белка выделяется 17,6 кДж энергии. Однако белки расходуются на энергетические нужды лишь в крайних случаях, когда исчерпаны запасы углеводов и липидов.

Сравнительный размер молекул белков. Слева направо: антитело (IgG) (150 кДа), гемоглобин (66,8 кДа), гормон инсулин, фермент аденилаткиназа и фермент глютаминсинтетаза.
Автор: en:User:Gareth White, CC BY-SA 2.0

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector