Белки: что они собой представляют
Белки – это высокомолекулярные органические соединения. Они построены из атомов углерода, кислорода, водорода и азота, но в них могут входить также сера, железо и фосфор.
Мономерами белков являются аминокислоты, соединенные между собой пептидными связями. Полипептиды могут иметь большое число аминокислот в своем составе и иметь большую молекулярную массу.
Молекула аминокислоты состоит из радикала, аминогруппы –NH2 и карбоксильной группы –COOH. Первая группа проявляет основные свойства, вторая – кислотные. Это обусловливает двойственный характер химического поведения аминокислоты – ее амфотерность и, кроме того, высокую реактивность. Разными концами аминокислоты объединяются в цепи белковых молекул.
Радикал (R) – это та часть молекулы, которая различается у разных аминокислот. Она может иметь ту же молекулярную формулу, но другое строение.
Функции белков в организме
Белки выполняют ряд важнейших функций как в отдельных клетках, так и во всем организме в целом.
Прежде всего, белки выполняют структурную функцию. Из этих молекул строятся мембраны и органоиды клетки. Коллаген – важный компонент соединительной ткани, кератин входит в состав волос и ногтей (а также перьев и рогов у животных), эластичный белок эластин нужен для связок и стенок кровеносных сосудов.
Не менее важна и ферментативная роль белков. К слову, все биологические ферменты имеют белковую природу. Благодаря им возможно протекание биохимических реакций в организме в приемлемых для жизни темпах.
Молекулы ферментов могут состоять только из белков или включать в себя и небелковое соединение – кофермент. В качестве коферментов чаще всего выступают витамины или ионы металлов.
Транспортная функция белков осуществляется благодаря их возможности соединяться с другими веществами. Так, гемоглобин соединяется с кислородом и доставляет его от легких к тканям, миоглобин транспортирует кислород к мышцам. Сывороточный альбумин крови переносит липиды, жирные кислоты и другие биологически активные вещества.
Белки-переносчики действуют в районе клеточных мембран и осуществляют транспорт веществ через них.
Защитную для организма функцию выполняют специфические белки. Вырабатываемые лимфоцитами антитела борются с чужеродными белками, интерфероны защищают от вирусов. Тромбин и фибриноген способствуют образованию тромба и предохраняют организм от потери крови.
Токсины, выделяемые живыми существами в защитных целях, также имеют белковую природу. В организмах-мишенях для подавления действия этих ядов вырабатываются антитоксины.
Регуляторная функция осуществляется регуляторными белками – гормонами. Они контролируют протекание физиологических процессов в организме. Так, за уровень глюкозы в крови отвечает инсулин, и при его нехватке возникает сахарный диабет.
Белки иногда выполняют и энергетическую функцию, но не являются основными энергоносителями. Полное расщепление 1 грамма белка дает 17,6 кДж энергии (как и при распаде глюкозы). Однако белковые соединения слишком важны организму для построения новых структур, и в качестве источника энергии используются крайне редко.