вещества, обеспечивающие жизнь: белки и их производные

Жизнь на Земле без существования удивительных биологических полимеров - белков, невозможна. Это очень сложные огромные молекулы с уникальными свойствами, благодаря которым в живых организмах происходят самые разнообразные физические и химические процессы.

v Белки или полипептиды −это биоорганические вещества, состоящие из большого числа остатков α-аминокислот, связанных между собой пептидными связями. Они выполняют в живом организме разные биологические функции:

ü структурная − белки входят в состав клеточных оболочек (мембран) растений и животных, являются основой цитоскелета. Например: коллаген, фиброин, эластин;

ü энергетическая − все белки являются энергетически ценными веществами. При окислении 1 г белка выделяется ≈ 17 кДж энергии;

ü транспортная − белки осуществляют транспорт веществ в организме. Например: гемоглобин, осуществляет транспорт кислорода);

ü защитная − некоторые специфические белки (например, интерферон) вырабатывают антитела в ответ на появление в организме чужеродных частиц, микроорганизмов или вирусов;

ü запасающая − белки являются важнейшими компонентами пищи, а также резервом необходимых питательных веществ в экстремальных ситуациях;

ü каталитическая − белки-ферменты ускоряют многие биохимические процессы в живом организме в миллионы раз;

ü гормональная − белки-гормоны, которые регулируют разные процессы в живом организме. Например, инсулин.

v Аминокислоты – это органические соединения, в молекулах которых присутствует две функциональные группы – карбоксильная (–СООН) и аминогруппа (–NН₂), связанные между собой органическим радикалом. Общая формула: NН₂–R–СООН.

v Альфа-аминокислоты (α-аминокислоты) −это аминокислоты, в молекулах которых аминогруппа расположена у первого углеродного атома, после карбоксильной группы. Например: СН₃– С^α Н(NН₂)–СООН α-аминопропионовая кислота (аланин). В природе распространено двадцать основных
α-аминокислот, из которых состоят все белки и пептиды (короткие белки).

v Глицин или гликокол (от греч. glicos – сладкий) −это простейшая
α-аминокислота (NH₂СН₂COOH). Белое твёрдое вещество, без запаха, сладкое на вкус, хорошо растворимое в воде. Широко распространённое в природе и применяемое в медицине как восстанавливающее и укрепляющее лекарство.

v Пептидная связь – это прочная химическая связь, которая образуется при взаимодействии карбоксильной группы (–СООН) одной аминокислоты и аминогруппы(–NН₂) другой аминокислоты. Её особенность – транс-расположение атомов кислорода и водорода по отношению к связи –С–N–.

v Протеины (от греч. protоs – первый, главный) – это простые белки, состоящие только из остатков α-аминокислот.

v Инсулин (от лат. insula – остров ) – это простой гормональный белок поджелудочной железы, регулирующий обмен углеводов и поддерживающий нормальный уровень сахара в крови. Применяется при лечении сахарного диабета и психических заболеваний.

v Альбумины (от лат. albumen – белок) – это протеины, хорошо растворимые в воде. Содержатся в белке яиц, сыворотке крови, в молоке, семенах растений. Применяют в фармацевтической, кондитерской, текстильной промышленностях.

v Глобулины (от лат. globulas – шарик) – это протеины, нерастворимые в воде, но растворимые в разбавленном растворе хлорида натрия. Содержатся во всех животных и растительных тканях, составляют большую часть белка многих семян бобовых и масличных культур.

v Склеропротеины – это протеины, составляющие основу соединительной ткани животных и человека. Богатые серосодержащими α-аминокислотными остатками, нерастворимые в воде, растворах кислот и щелочей. К ним относятся коллаген, фиброин, эластин, кератины.

v Коллаген – это фибриллярный (нитеобразный) белок, состоящий из трёх
α-аминокислотных цепей, по всей длине связанных водородными связями. Основной компонент соединительных тканей кожи, костей, сухожилий, хрящей.

v Протеиды – это сложные белки, имеющие в своём составе, кроме остатков
α-аминокислот, различные другие остатки: углеводов, липидов, нуклеиновых кислот, неорганических кислот.

v Гликопротеиды – это протеиды, представляющие собой соединения белков с углеводами, например, гиалуроновая кислота стекловидной жидкости глаза. Входят в состав слизи.

v Фосфопротеиды – это протеиды, представляющие собой соединения белков с остатками фосфорной кислоты или её сложных эфиров. К ним относятся вителлин яичного желтка, ихтулин икры рыб, а также казеин.

v Казеин (лат. caseus − сыр) – фосфопротеид, главный белковый компонент молока, нерастворим в воде, но растворим в растворах солей и щелочей. Применяется для приготовления пластмасс, клея, искусственного волокна, а также как важный пищевой продукт (входит в состав творога, сыра).

v Хромопротеиды (от греч. chromos – цвет) – это протеиды, представляющие собой соединения белков с пигментными (красящими) остатками. К ним относятся гемоглобин, миоглобин, хлорофилл, родопсин и другие.

v Металлопротеиды – это протеиды, представляющие собой соединения белков с ионами одного или более металлов. Например, ферритин, трансферрин (содержат ионы железа), церулоплазмин (содержит ионы меди).

v Гемоглобин (от греч. haima – кровь и лат globus – шарик)– это красный железосодержащий пигмент крови человека, позвоночных и некоторых беспозвоночных животных. Переносит кислород из органов дыхания к тканям, играет важную роль в переносе углекислого газа от тканей в органы дыхания.

v Интерфероны – это специфические белки глобулярной природы, выполняющие функцию защиты иммунитета организма. Каждый вид животных имеет свой набор интерферонов, у человека их обнаружено 16. Вырабатываются клетками млекопитающих и птиц в ответ на заражение их вирусами. С их помощью лечат такие заболевания как гепатит, энцефалит, грипп, герпес и др.

v Ферменты (от лат. fermentum – закваска, брожение) или энзимы (от греч. enzyme – дрожжи) – это органические катализаторы белковой природы, образующиеся в организме при метаболизме. Обязательные участники всех биохимических процессов, обладают большой активностью и специфичностью действия. В настоящее время известно более 3000 ферментов.

v Амилаза (от греч. amilon – крахмал)– это фермент, катализирующий гидролиз крахмала. В течение нескольких минут амилаза слюны превращает крахмал в мальтозу. Мальтоза же превращается в глюкозу. В связи с чем, когда мы долго жуём белый хлеб, во рту образуется сладковатый привкус.

v Каталаза (от греч. katalуo — разрушаю) – это фермент, катализирующий разложение пероксида водорода на воду и молекулярный кислород. Содержится во всех организмах, защищая от вредного действия пероксида водорода, образующегося при биохимическом окислении (например, дыхании).

v Липазы (от греч. lipos – жир)– это ферменты, катализирующие расщепление жиров на глицерин и высшие карбоновые кислоты. Применяют для получения некоторых витаминов (например, витамина А), в кожевенной промышленности, в медицине, в пищевой промышленности (например, при получении сыров).