Учебно-методическое пособие для самостоятельной аудиторной и внеаудиторной подготовки

Глава 2. ПРОСТЫЕ БЕЛКИ

Простыми белками называют высокомолекулярные органические соединения (полимеры), мономерами которых являются альфа-аминокислотные остатки, связанные пептидными связями. Молекула простого белка может содержать одну или больше, чем одну полипептидные цепи.

Функции белков
Высказывание Ф.Энгельса: "Жизнь есть способ существования белковых тел" до сих пор не потеряло своей верности и актуальности.
Исследование на протяжении длительного времени (более 150 лет) структурной организации клеток разнообразных организмов, их гомеостаза подтвердило первостепенное значение белковых молекул в обеспечении жизненного цикла этих живых систем.
Любые нарушения в первичной структуре белковых молекул клетки приводят большей частью к нарушению биологической функции таких видоизмененных белков, что сопровождается развитием генетических аномалий, являющихся первопричиной сокращения длительности жизненного цикла, а иногда и к гибели клетки.
Структурная функция белков. Межклеточный матрикс соединительной ткани формируют белки коллаген, эластин, кератины. В построении мембран и цитоскелета участвуют интегральные, полуинтегральные и поверхностные белки: например, спектрин (поверхностный, основной белок цитоскелета эритроцитов, нейроглии) Гистоны вместе с ДНК участвуют в формировании структуры нуклеосом, которые в дальнейшем являются структурным компонентом хромосом в ядре эукариотических клеток.

Ферментативная функция. Ферменты - это белки - катализаторы.
Большинство химических реакций, протекающих в организме человека и животных, требуют присутствия белка-катализатора. Структурный фрагмент белка-катализатора, называемый активным центром, выполняет функцию катализа: присоединения субстратов реакции и превращения их в продукты реакции. При нарушении синтеза таких белков происходит развитие клинических симптомов заболеваний, объединяемых термином энзимопатии. Ферменты могут быть как простыми белками, так и сложными. Последние 15 лет активно изучают рибозимы, это сложные белки, содержащие помимо полипептидных цепей короткие ядерные РНК, их также отнесли к ферментам.

Гормональная функция. Контроль регуляции обменных процессов в клетках -мишенях осуществляют гормоны, среди которых представлены как простые (гормон роста, паратиреоидный гормон, инсулин и др.), так и сложные белки (тиреотропин, гонадотропин и др.).

Рецепторная функция. Эта функция заключается в избирательном связывании гормонов, биологически активных веществ и медиаторов на поверхности мембран или внутри клеток. Рецептор-опосредуемый эндоцитоз (специальный механизм транспорта больших молекул в клетку), адгезия тромбоцитов, межклеточные контакты лейкоцитов – все выше описанные функции выполняют исключительно сложные белки, которые содержат углеводный компонент – гликопротеины.

Транспортная функция. Данная функция присуща как для простых, так и сложных белков. Простые белки альбумины плазмы крови адсорбируют на своей поверхности некоторые молекулы (высшие жирные кислоты, частично стероиды, ионы кальция, липофильный билирубин), помогая этим веществам в транспорте от места абсорбции (для ионов кальция) или места образования (стероиды, холестерин, билирубин) к месту выполнения функции, либо дальнейшей трансформации. Большинство сложных белков, отвечающих за транспорт, обычно содержат тот небелковый компонент, который транспортируют. Например, липопротеины плазмы содержат триглицериды, холестерин и его эфиры, фосфолипиды, эти вещества липопротеины и транспортируют от места синтеза к месту выполнения функции, либо депонирования (для триацилглицеридов).

Транспорт веществ через мембраны осуществляют белки - Na⁺,К⁺-АТФаза (антинаправленный трансмембранный перенос ионов натрия в обмен на ионы калия с использованием энергии разрыва связи в АТФ), Са²⁺, Mg^2+-АТФаза (закачивание ионов кальция в СПР из цитоплазмы миоцита в обмен на ионы магния при расходовании энергии АТФ), транспорт глюкозы в клетку по механизму облегченной диффузии GLUT 1-8.