Белки выполняют множество самых разнообразных функций, характерных для живых организмов, с некоторыми из которых мы познакомимся более подробно при дальнейшем изучении курса. Ниже рассматриваются главные и в некотором смысле уникальные биологические функции белков, несвойственные или лишь частично присущие другим классам биополимеров. Каталитическая функция. К 1995 г. было идентифицировано более 3400 ферментов. Большинство известных в настоящее время ферментов, называемых биологическими катализаторами, является белками. Эта функция белков, хотя и не оказалась уникальной, определяет скорость химических реакций в биологических системах. Транспортная функция. Дыхательная функция крови, в частности перенос кислорода, осуществляется молекулами гемоглобина – белка эритроцитов. В транспорте липидов принимают участие альбумины сыворотки крови. Ряд других сывороточных белков образует комплексы с жирами, медью, железом, тироксином, витамином А и другими соединениями, обеспечивая их доставку в соответствующие органы-мишени. Защитная функция. Основную функцию защиты в организме выполняет иммунная система, которая обеспечивает синтез специфических защитных белков-антител в ответ на поступление в организм бактерий, токсинов, вирусов или чужеродных белков. Высокая специфичность взаимодействия антител с антигенами (чужеродными веществами) по типу белок-белковое взаимодействие узнаванию и нейтрализации биологического действия антигенов. Защитная функция белков проявляется и в ряда белков плазмы крови, в частности фибриногена, к свертыванию. В результате свертывания фибриногена образуется сгусток крови, предохраняющий от потери крови при ранениях. Сократительная функция. В акте мышечного сокращения и расслабления участвует множество белковых веществ. Однако главную роль в этих жизненно важных процессах играют актин и миозин – специфические белки мышечной ткани. Сократительная функция присуща не только мышечным белкам, но и белкам цитоскелета, что обеспечивает тончайшие процессы жизнедеятельности клеток (расхождение хромосом в процессе митоза) . Структурная функция. Белки, выполняющие структурную (опорную) функцию, занимают по количеству первое место среди других белков тела человека. Среди них важнейшую роль играют фибриллярные белки, в частности коллаген в соединительной ткани, кератин в волосах, ногтях, коже, эластин в сосудистой стенке и др. Большое значение имеют комплексы белков с углеводами в формировании ряда секретов: мукоидов, муцина и т. д. В комплексе с липидами (в частности, с фосфолипидами) белки участвуют в образовании биомембран клеток. Гормональная функция. Обмен веществ в организме регулируется разнообразными механизмами. В этой регуляции важное место занимают гормоны, синтезируемые не только в железах внутренней секреции, но и во многих других клетках организма (см. далее) . Ряд гормонов представлен белками или полипептидами, например гормоны гипофиза, поджелудочной железы и др. Некоторые гормоны являются производными аминокислот. Питательная (резервная) функция. Эту функцию выполняют так называемые резервные белки, являющиеся источниками питания для плода, например белки яйца (овальбумины) . Основной белок молока (казеин) также выполняет главным образом питательную функцию. Ряд других белков используется в организме в качестве источника аминокислот, которые в свою очередь являются предшественниками биологически активных веществ, регулирующих процессы метаболизма. Можно назвать еще некоторые другие жизненно важные функции белков. Это, в частности, экспрессия генетической информации, генерирование и передача нервных импульсов поддерживать онкотическое давление в клетках и крови, буферные свойства, поддерживающие физиологическое значение рН внутренней среды, и др. Таким образом, из этого далеко не полного перечня основных функций белков видно, что указанным биополимерам принадлежит исключительная и разносторонняя роль в живом организме. Если попытаться выделить главное
Сложный четырехкамерный желудок имеют жвачные травоядные парнокопытные животные. Они объединены в подотряд жвачные. Их типичным представителем является корова. Эти животные питаются исключительно травой. В траве мало белка, много клетчатки и воды. Клетчатка плохо и тяжело переваривается. Травоядным приходится употреблять большое количество травы, чтобы насытиться и обеспечить себя питательными веществами и энергией. Они много времени проводят на ногах.
Чтобы еда переварилась, ее надо тщательно пережевать. Жвачные делют это на отдыхе.
Желудок жвачных, в частности коровы, состоит из 4 отделов. Настоящим желудком по сути является послений отдел - сычуг. Он имеет пищеварительные железы и выделяет пищеварительные соки. Предшествующие три отдела - рубец, сетка и книжка - подготавливают траву для переваривания в сычуге. Трава сначала попадает в рубец, где она обрабатывается слюной, попавшей изо рта с травой, бактериями и инфузориями, запускающими процесс брожения, и перетирается стенками рубца. Потом порциями трава отрыгивается в рот, тщательно перетирается коренными зубами и перемешивается еще раз со слюной. Далее корм поступает в книжку, где еще раз механически обрабатывается, перетираясь стенками желудка, обрабатывается микроорганизмами, слюной, часть воды и веществ всасывается и, наконец, попадает в сычуг.
Огромную роль в процессе пищеварения жвачных играют бактерии, амебы, инфузории и прочие обитатели желудка, которые значительно обогащают пищевой комок белками.
У других представителей млекопитающих более простой строение желудка связано с употреблением другой пищи (всеядность и хищничество), откуда необходимые вещества, в частности белки проще добывать и нет такой необходимости переваривать огромое количество травы. Нежвачные травоядные решают эту проблему большим размером слепой кишки. где также как и у жвачных есть микроорганизмы, которые переваривать клетчатку.
Каталитическая функция. К 1995 г. было идентифицировано более 3400 ферментов. Большинство известных в настоящее время ферментов, называемых биологическими катализаторами, является белками. Эта функция белков, хотя и не оказалась уникальной, определяет скорость химических реакций в биологических системах.
Транспортная функция. Дыхательная функция крови, в частности перенос кислорода, осуществляется молекулами гемоглобина – белка эритроцитов. В транспорте липидов принимают участие альбумины сыворотки крови. Ряд других сывороточных белков образует комплексы с жирами, медью, железом, тироксином, витамином А и другими соединениями, обеспечивая их доставку в соответствующие органы-мишени.
Защитная функция. Основную функцию защиты в организме выполняет иммунная система, которая обеспечивает синтез специфических защитных белков-антител в ответ на поступление в организм бактерий, токсинов, вирусов или чужеродных белков. Высокая специфичность взаимодействия антител с антигенами (чужеродными веществами) по типу белок-белковое взаимодействие узнаванию и нейтрализации биологического действия антигенов. Защитная функция белков проявляется и в ряда белков плазмы крови, в частности фибриногена, к свертыванию. В результате свертывания фибриногена образуется сгусток крови, предохраняющий от потери крови при ранениях.
Сократительная функция. В акте мышечного сокращения и расслабления участвует множество белковых веществ. Однако главную роль в этих жизненно важных процессах играют актин и миозин – специфические белки мышечной ткани. Сократительная функция присуща не только мышечным белкам, но и белкам цитоскелета, что обеспечивает тончайшие процессы жизнедеятельности клеток (расхождение хромосом в процессе митоза) .
Структурная функция. Белки, выполняющие структурную (опорную) функцию, занимают по количеству первое место среди других белков тела человека. Среди них важнейшую роль играют фибриллярные белки, в частности коллаген в соединительной ткани, кератин в волосах, ногтях, коже, эластин в сосудистой стенке и др. Большое значение имеют комплексы белков с углеводами в формировании ряда секретов: мукоидов, муцина и т. д. В комплексе с липидами (в частности, с фосфолипидами) белки участвуют в образовании биомембран клеток.
Гормональная функция. Обмен веществ в организме регулируется разнообразными механизмами. В этой регуляции важное место занимают гормоны, синтезируемые не только в железах внутренней секреции, но и во многих других клетках организма (см. далее) . Ряд гормонов представлен белками или полипептидами, например гормоны гипофиза, поджелудочной железы и др. Некоторые гормоны являются производными аминокислот.
Питательная (резервная) функция. Эту функцию выполняют так называемые резервные белки, являющиеся источниками питания для плода, например белки яйца (овальбумины) . Основной белок молока (казеин) также выполняет главным образом питательную функцию. Ряд других белков используется в организме в качестве источника аминокислот, которые в свою очередь являются предшественниками биологически активных веществ, регулирующих процессы метаболизма.
Можно назвать еще некоторые другие жизненно важные функции белков. Это, в частности, экспрессия генетической информации, генерирование и передача нервных импульсов поддерживать онкотическое давление в клетках и крови, буферные свойства, поддерживающие физиологическое значение рН внутренней среды, и др.
Таким образом, из этого далеко не полного перечня основных функций белков видно, что указанным биополимерам принадлежит исключительная и разносторонняя роль в живом организме. Если попытаться выделить главное
Сложный четырехкамерный желудок имеют жвачные травоядные парнокопытные животные. Они объединены в подотряд жвачные. Их типичным представителем является корова. Эти животные питаются исключительно травой. В траве мало белка, много клетчатки и воды. Клетчатка плохо и тяжело переваривается. Травоядным приходится употреблять большое количество травы, чтобы насытиться и обеспечить себя питательными веществами и энергией. Они много времени проводят на ногах.
Чтобы еда переварилась, ее надо тщательно пережевать. Жвачные делют это на отдыхе.
Желудок жвачных, в частности коровы, состоит из 4 отделов. Настоящим желудком по сути является послений отдел - сычуг. Он имеет пищеварительные железы и выделяет пищеварительные соки. Предшествующие три отдела - рубец, сетка и книжка - подготавливают траву для переваривания в сычуге. Трава сначала попадает в рубец, где она обрабатывается слюной, попавшей изо рта с травой, бактериями и инфузориями, запускающими процесс брожения, и перетирается стенками рубца. Потом порциями трава отрыгивается в рот, тщательно перетирается коренными зубами и перемешивается еще раз со слюной. Далее корм поступает в книжку, где еще раз механически обрабатывается, перетираясь стенками желудка, обрабатывается микроорганизмами, слюной, часть воды и веществ всасывается и, наконец, попадает в сычуг.
Огромную роль в процессе пищеварения жвачных играют бактерии, амебы, инфузории и прочие обитатели желудка, которые значительно обогащают пищевой комок белками.
У других представителей млекопитающих более простой строение желудка связано с употреблением другой пищи (всеядность и хищничество), откуда необходимые вещества, в частности белки проще добывать и нет такой необходимости переваривать огромое количество травы. Нежвачные травоядные решают эту проблему большим размером слепой кишки. где также как и у жвачных есть микроорганизмы, которые переваривать клетчатку.