Биологические функции белков. Белки. структура и функции

Белки. структура и функции

В иерархии жизненно важных молекул белки (протеины) играют наиважнейшую роль. Они являются продуктом экспрессии генов ДНК и инструментом, при помощи которого геном управляет всеми метаболическими реакциями в клетке и функциями организма.

Биологические функции белков

1. Каталитические белки (ферменты или энзимы) – в настоящее время выделено и идентифицировано более 2000 ферментов, катализирующих протекание разнообразных реакций в клетках и тканях.

2. Транспортные белки:

– гемоглобин в составе эритроцитов переносит кислород от легких к тканям и углекислый газ из тканей в легкие;

– альбумины плазмы крови – жирные кислоты, билирубин, многие биологически активные вещества, лекарственные вещества, ксенобиотики, анионы и катионы;

– липопротеины крови переносят липиды (триацилглицеролы, фосфолипиды, холестерин)

– гликопротеины крови в составе глобулиновой фракции транспортируют гемоглобин (гаптоглобин), железо (трансферрин), медь (церулоплазмин), витамин В₁₂ (транскортин), антитела (иммуноглобулины) и др.;

– мембранные транспортные белки (транслоказы или пермеазы) связывают специфические вещества и переносят их через бислой мембраны по градиенту концентрации без затрат энергии АТФ.

3. Защитные белки:

– антитела (иммуноглобулины, синтезирующиеся в костном мозге) – предохраняют организм от чужеродных веществ с высокой молекулярной массой, они способны распознавать бактерии, вирусы и чужеродные белки, связываться с ними и подвергать их обезвреживанию;

– комплемент крови – вызывают лизис (растворение) клеточных стенок бактерий;

– фибриноген и тромбин – свертывающая система крови предохраняет организм от потери крови;

– белки острой фазы – интерфероны (группа белков) регулируют реакцию клетки на вирусную инфекцию, они угнетают синтез всех белков в клетке «хозяина» и активируют фермент РНК-азу, в результате действия которого гидролизуются (расщепляются) все матричные и рибосомные РНК вириона (к белкам острой фазы относятся также лизоцим, С-реактивный белок, α₁-кислый гликопротеин и др.).

4. Регуляторные белки – обеспечивают регуляцию клеточной и физиологической активности организма:

– гормоны белковой, пептидной и аминокислотной природы – это гормоны гипоталамуса, гипотеза, поджелудочной железы (инсулин и глюкагон), щитовидной (кальцитонин, тироксин) и паращитовидной (паратирин) желез, надпочечников (адреналин) и др.;

– белковые факторы регуляции биосинтеза ДНК, РНК и белков.

5. Сократительные белки:

– актин и миозин – функционируют в составе сократительной системы мышечной ткани (актомиозин).

6. Структурные белки:

– гидрофобные интегральные белки мембран клеток – способствуют стабилизации клеточных мембран (они не обладают функциональной активностью);

– коллаген, эластин, ретикулин – белки соединительной ткани и эластиновых волокон кожи, сухожилий, костей, дентина, стекловидного тела и хрусталика глаза, эндотелиальных и эпителиальных клеток кровеносных сосудов и кожи, гладких мышц сосудов и матки и др.;

– кератин волос и ногтей.

7. Рецепторные белки:

– рецепторные белки на поверхности клеток или органелл клеток обеспечивают избирательное связывание различных регуляторов, например, гормонов, нейромедиаторов и др. веществ.

8. Генно-регуляторные белки:

– ядерные белки гистоны компактезируют ДНК и при участии других белков обеспечивают активацию репликации (синтез ДНК) и транскрипции (синтез РНК).

9. Резервные и питательные белки:

– конститутивные белки клеток могут использоваться как резервные на энергетические и пластические цели в экстремальных условиях или при голодании;

– проламины и глютелины – резервные белки зерновых культур и глобулины – бобовых;

– казеин и овальбумин – главные питательные белки молока и яиц.