Распечатать Страница

Роль белков в организме

Белкам принадлежит особая роль в функционировании организма. Иначе их называют протеинами, от греческого слова proteos – «первый». Именно белки являются тем инструментом, через который реализуется генетическая информация всего живого. В организме человека имеется 50 000 индивидуальных видовых белков, благодаря которым из оплодотворенной яйцеклетки развивается именно человек с именно теми признаками, которые достались ему от родителей.

Строение белковой молекулы

пептиды и белкиБелок по своей сути является полимером. Т.е. его молекула состоит из множества «строительных блоков». Такими «блоками» служат аминокислоты, которые соединяются между собой пептидными связями. Все белки человеческого организма состоят из двадцати аминокислот. Те из них, которые наш организм не может синтезировать самостоятельно, называются незаменимыми.

Уникальность каждого белка определяется тем, в какой последовательности расположены в нем аминокислоты. Стоит заменить всего одно звено, как изменится конфигурация молекулы и, соответственно, ее функции.

Например, замена глутаминовой кислоты на валин при синтезе гемоглобина, приводит к развитию серповидно-клеточной анемии. Эритроциты у страдающих этим заболеванием людей имеют не форму диска (в норме), а форму серпа или полумесяца. Такие клетки хуже справляются с переносом кислорода, что негативно сказывается на работе всех органов и систем.

Виды белков

По выполняемым функциям белки можно разделить на:

  • Ферменты – ускоряют течение химических реакций в клетках. Благодаря им, синтез веществ в клетках происходит не хаотично, а в строго определенной последовательности. Например, трипсин – фермент, расщепляющий пептидные связи между аминокислотами. Он участвует в переваривании поступающих с пищей белков, а кроме того используется в медицине для лечения ран, ожогов, язв. Благодаря своим свойствам, трипсин избирательно расщепляет отмершие ткани, тем самым ускоряя заживление.
  • Регуляторные белки. К ним относятся белковые гормоны. Одним из них является инсулин – гормон поджелудочной железы, отвечающий за утилизацию клетками организма глюкозы.
  • Рецепторные белки. Находятся на поверхности клеточных мембран и отвечают за взаимодействие клеток между собой, с гормонами, иммунными белками. При отсутствии рецепторов к тестостерону, у плода, имеющего мужской набор хромосом ХУ, не развиваются мужские половые признаки. Тестостерон не имеет возможности воздействовать на клетки и формирование плода идет по женскому типу.
  • Транспортные белки. Участвуют в переносе веществ в крови и межклеточной жидкости, а так же через клеточную мембрану. Самым известным примером является гемоглобин, который доставляет к клеткам кислород и забирает от них углекислый газ.
  • Структурные белки. Определяют строение и свойства различных тканей. Например, главным белком соединительной ткани и хрящей является коллаген. При нарушении его структуры или количества развиваются тяжелые заболевания: недостаточность клапанов сердца, привычные вывихи суставов, несовершенный остеогенез (очень хрупкие и ломкие кости).
  • Защитные белки. К ним относятся иммунные белки (иммуноглобулины) и факторы свертывания крови. Иммуноглобулины способны связывать чужеродные вещества, чтобы предотвратить их разрушительное действие и помочь клеткам иммунитета распознать врага.
  • Сократительные белки. Участвуют в движении как всего организма, так и отдельных клеток. Миоглобин – белок скелетной мускулатуры, отвечает за ее способность к сокращению.

Синтез белка в клетке

Информация о том, в какой последовательности должны чередоваться аминокислоты в том или ином белке, записана посредством молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). В своем составе она имеет азотистые основания: аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц), тимин (Т). Это и есть те самые «буквы», благодаря которым возможна кодировка генетической информации. Сочетание из трех «букв» кодирует определенную аминокислоту. К примеру, ЦГА кодирует аминокислоту валин. Запись об аминокислотной последовательности определенного белка называется геном.

пептидыСинтез белка происходит за пределами ядра, в цитоплазме клеток на рибосомах. За перенос генетической информации из ядра на рибосомы отвечает матричная РНК. Она имеет в своем составе те же азотистые основания, только вместо тимина – урацил (У). Между собой азотистые основания соединяются строго по принципу комплементарности, т.е. одно основание подходит другому так же, как два кусочка паззла. Аденину соответствует урацил, цитозину – гуанин. Матричная РНК таким образом точно «переписывает» информацию с ДНК.

Аминокислоты, необходимые для синтеза белка, доставляет транспортная РНК. С одной стороны у нее антикодон – последовательность из трех азотистых оснований, с другой – аминокислота. Рибосома считывает информацию с матричной РНК и по принципу комплементарности присоединяет ту аминокислоту, антикодон которой подходит. Например, если кодон на матричной РНК ГГЦ, то подходящий ему антикодон информационной РНК – ЦЦГ и именно ее аминокислота присоединится к синтезирующейся цепи белка.

Пептиды и их роль в организме

Небольшая (до 50) последовательность аминокислот называется пептидом. В организме человека они синтезируются из собственных белков. В отличие от последних, пептиды не обладают видовой специфичностью, т.е. имеют одинаковую структуру у разных видов животных, в том числе и у человека. Белки же, в силу своей большой молекулярной массы и сложного строения, строго видоспецифичны.

Иммунная система распознает чужеродный белок при попадании его во внутреннюю среду организма и запускает защитную реакцию: от аллергии до анафилактического шока. Пептиды клетками иммунитета воспринимаются, как «свои», независимо от их происхождения. Человеку можно ввести пептиды коровы, кролика, мыши без каких-либо негативных последствий.

Пептиды – мощные биорегуляторы, что делает возможным их применение в лечебных целях. Под их влиянием протекают многие процессы в организме.

Классификация пептидов:

  • Гормоны:
    — окситоцин – гормон, отвечающий за сокращение матки во время родов и выделение молока во время лактации;
    — Вазопрессин – регулирует водно-солевой обмен и артериальное давление, повышает тонус сосудов, вызывает задержку жидкости в организме;
    — рилизинг гормоны гипоталамуса – отвечают за функциональную активность желез внутренней секреции (щитовидной, половых желез, надпочечников), регулируют выработку гормона роста гипофизом;
    — меланоцитстимулирующий гормон — снижает аппетит, воздействуя на центр голода.
  • Регуляторы пищеварения – гастрин, холецистокинин, вазоинтестинальный пептид. Запускают процесс пищеварения, выработку желудочного сока и ферментов.
  • Регуляторы тонуса сосудов – брадикинин, калидин, ангиотензин 2. Способны повышать или понижать артериальное давление.
  • Обезболивающие пептиды – энкефалины, эндорфины и иные опиодные пептиды. Связываясь с опиоидными рецепторами в головном мозге способны притуплять чувство боли, вызывать приподнятое настроение, эйфорию. Играют важную защитную роль для центральной нервной системы при болевом шоке.
  • Регуляторы высшей нервно деятельности – регулируют сон, обучение, память, чувство страха и пр.

Функции пептидов в организме так обширны, что исследования идут до сих пор, ежегодно даря ученым очередные удивительные открытия.

Постоянная ссылка на это сообщение: http://peptidi-moscow.ru/rol-belkov-v-organizme/