Тело человека №35, страница 17

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ МЕДИЦИНЫ

ФИЗИОЛОГИЯ

Как работают белки

Белки (протеины) - незаменимый структурный элемент, необходимый для роста и обмена веществ в организме человека и всех живых существ. Крупные молекулы белка состоят из более мелких компонентов - аминокислот - и часто имеют очень сложное строение.

( РАЗДЕЛ^

Щ

ЛИСТ 34

Протеины различного рода играют чрезвычайно важную роль в организме человека. Структурные белки соединительной ткани содержат коллаген, протеины кожи - кератин, мышечные - включают актин и миозин, а клеточные соединены с тубулином.

Другие белки представляют собой ферменты, которые ускоряют химические реакции внутри клеток, гормоны и антитела - протеины, участвующие в защите организма от вредных воздействий и заболеваний. Белки крови, такие как гемоглобин, альбумин и ряд других, отвечают за то, что кровь свертывается, только когда это необходимо, например при травме.

АМИНОКИСЛОТЫ -СТРУКТУРНЫЕ ЕДИНИЦЫ Как и все органические вещества, белковые молекулы построены из атомов углерода, водорода и кислорода. Кроме того, протеины содержат азот и во многих случаях серу.

Основной структурной единицей белковой молекулы является аминокислота. Известно около 20 типов аминокислот, которые могут соединяться между собой, образуя огромное количество всевозможных комбинаций. Некоторые аминокислоты могут быть синтезированы в организме, другие поступают только из внешней среды. Для поддержания здоровья человек должен употреблять минимум 30 г белка ежедневно.

Основу молекулы аминокислоты составляет цепь углеродных

Денатурация белка

При нормальных условиях протеины относительно стабильны. Их активность определяется трехмерной структурой и связями, удерживающими молекулу в целости. Однако эти межатомные связи чувствительны к воздействию таких факторов, Т Белок яйца состоит главным образом из альбумина. При нагревании он становится белым и непрозрачным вследствие денатурации.

как повышенная кислотность и температура.

Процесс потери белком его трехмерной структуры называется денатурацией. В некоторых случаях этот процесс может быть обратимым, и при возвращении нормальных условий белки приобретают свою обычную форму. Если же изменение рН и температуры достигает экстремальных значений, протеины денатурируют необратимо.

► Эта модель демонстрирует структуру коллагена - белка, обнаруживаемого в соединительной ткани, например, в костях и коже.

атомов. На концах молекулы находятся две разные химические группы: с одной стороны - аминогруппа, с другой - остаток карбо-новой кислоты. Аминогруппа одной аминокислоты может вступать во взаимодействие с кислотной группой прилежащей аминокислоты с выделением молекулы воды - этот процесс лежит в основе формирования длинных цепей аминокислот.

Матрицей (шаблоном) для образования белковой молекулы является последовательность ДНК. В клетке синтез цепей аминокислот происходит на рибосомах (клеточный элемент) с помощью рибонуклеиновой кислоты (РНК).

ПЕРВИЧНАЯ СТРУКТУРА Последовательность аминокислот, собранная на рибосоме, определяет первичную структуру белка. Порядок сборки аминокислот, в свою очередь, определяется последовательностью ДНК. Эта первичная структура представляет каркас белковой молекулы.

М Череп, как и все кости, обладает прочностью за счет соединения кальция с белком коллагеном.

Структура аминокислоты определяет ее растворимость в воде, а также амфотерные свойства -способность выступать в роли кислоты и основания одновременно. Это позволяет белковой

молекуле существовать как в кислой,так и в щелочной среде. Аминокислоты обладают также свойствами буфера (регулятора уровня рН), что имеет огромное значение для гомеоста-за - поддержания постоянства внутренней среды организма.

Кислотная группа

Аминогруппа

Т Аминокислоты имеют одинаковую структурную основу. Взаимодействие между кислотной группой и аминогруппой близлежащих молекул обеспечивает формирование длинных цепей аминокислот, которые различаются компонентами боковых цепей.

Вариабельный участок боковой цепи