Загальна характеристика та біологічні функції білків і пептидів

Лекція

Тема: Молекулярний рівень організації живої природи. Білки

План

Загальна характеристика та біологічні функції білків і пептидів

1. Будова та класифікація амінокислот
2. Функціональна роль протеїногенних амінокислот
3. Рівні структурної організації білкових молекул
4. Природні пептиди: класифікація, біохімічна характеристика
5. Сучасні класифікації білків. Загальна характеристика окремих класів білків, їх роль
6. Фізико-хімічні властивості білків
7. Методи дослідження білків (для учнів пишуть наукову роботу пов’язану з біохімічними дослідженнями)

Загальна характеристика та біологічні функції білків і пептидів

Білки – це високомолекулярні природні полімери, що складаються з амінокислотних залишків, з’єднаних пептидним зв’язком; є головною складовою частиною живих організмів і молекулярною основою процесів життєдіяльності.

Біологічні функції білків і пептидів:

1. Каталітична функція. Більше 3400 білків є ферментами.

2. Скорочувальна функція. Білки беруть участь у механічному скороченні для здійснення руху (мають, як правило, аденозинтрифосфатазну активність): актин і міозин м’язів, білки джгутиків та війок найпростіших, джгутиків сперматозоїдів, тубулін апарату руху хромосом у процесі мітозу та ін.

3. Структурна функція. Основними структурними білками є колаген, еластин (формують кістковий матрикс, судинну систему та ін. органи), α-кератин (наявний у епідермальній тканині), білки плазматичних мембран та ін.

4. Транспортна функція. Білки зв’язують та здійснюють транспорт у крові та клітині різних лігандів – біомолекул, іонів металів, чужорідних хімічних сполук (ксенобіотиків). Прикладами транспортних білків є альбумін сироватки крові (переносить жирні кислоти, білірубін, лікарські й токсичні сполуки), гемоглобін еритроцитів (транспортує кисень), ліпопротеїни (транспортують ліпіди), трансферин (транспортує залізо) та ін.

5. Захисна функція. До білків, що виконують дану функцію, належать антитіла (імуноглобуліни), які виробляються у відповідь на введення антигенів; білки системи згортання крові; білки системи комплементу; ферменти знешкодження ксенобіотиків; інтерферони, інтерлейкіни, лізоцим та ін.

6. Регуляторна функція. Білкову та пептидну природу мають численні біорегулятори – гормони, медіатори та модулятори, що виробляються в ендокринній системі, нейронах головного мозку, імунній системі: прості білки (інсулін, соматотропін, пролактин тощо), глікопротеїни (тиреотропін, фолікулостимулювальний гормон, лютеїнізуючий гормон тощо), низькомолекулярні пептиди (вазопресин, окситоцин, опіоїдні пептиди мозку тощо). Прикладами регуляторних білків є також гістони, що стабілізують структуру ДНК і регулюють функціонування геному; гетерогенна група негістонових білків (М.м. 5–200 кДа), які беруть участь у формуванні нуклеосом і взаємодії із хроматином гормон-рецепторних комплексів, у регуляції процесів реплікації, транскрипції і трансляції; білки теплового шоку (стресові білки); G-білки, що регулюють синтез циклічних нуклеотидів; онкобілки та антионкобілки, що визначають малігнізацію клітини.

7. Участь у підтриманні рН крові (гемоглобінова та білкова буферні системи).

8. Рецепторна функція. Рецепторні білки у внутрішньому середовищі організму служать для взаємодії із молекулами-біорегуляторами (сигнальними молекулами). Локалізуються в мембранних структурах клітин, а також можуть бути у розчиненому стані. Так, білкову природу мають мембранні рецептори для фізіологічно активних сполук, що приймають хімічний сигнал від гормонів, нейромедіаторів (адренорецептори, холінорецептори, гістамінові рецептори тощо). Для сприйняття сигналів зовнішнього середовища відомі фоторецепторні білки (опсин), для сприйняття звуку холінорецепторні білки тощо.

9. Участь у підтриманні онкотичного тиску в клітинах і крові (альбумін).

10. Енергетична функція (дуже незначною мірою, оскільки продукти гідролізу білка є джерелом енергії лише в особливих умовах, наприклад, при голодуванні).