Функции белков

Для белков характерно значительное разнообразие функций, они определяют структуру и форму клетки, обеспечивают узнавание молекул и катализ. Белки-ферменты — одна из очень важных по своему биологическому значению и самых больших  групп белков. Они являются катализаторами и ускоряют протекание различных химических реакций (см. в следующем разделе).

Белки, которые являются структурными элементами клетки, составляют вторую по величине группу белков. К ним относится, например, фибриллярный белок коллаген. Этот белок входит в состав соединительных и костных тканей в качестве основного структурного белка. Другие типы белков относятся к компонентам сократительных и двигательных систем. Например, к таким относятся актин и миозин. Они являются двумя основными элементами сократительной системы мышц. Из структурных белков формируется цитоскелет клетки, который представляет из себя пучки фибриллярных белков, соединяющих различные органоиды клетки между собой и с плазматической мембраной.

Белки — структурные элементы клетки

Есть белки выполняющие транспортную функцию, они связывают и переносят с током крови различные вещества. Гемоглобин, находящийся в эритроцитах позвоночных, наиболее известен из таких белков.  Связываясь с кислородом, он осуществляет его перенос из легких в ткани. Другой пример — сывороточные липопротеиды, которые переносят с током крови сложные липиды, или сывороточный альбумин, переносящий свободные жирные кислоты.

Еще к транспортным белкам относятся некоторые белки, встроенные в биологические мембраны и формирующие в них поры. Известно, что биологические мембраны в обычных условиях непроницаемы для многих веществ, включая такие катионы, как К⁺, Na⁺ и Ca²⁺. Однако существуют некоторые воздействия, к примеру, электрические импульсы или биологически активные вещества увеличивают проницаемость мембраны для этих катионов. Это обусловлено тем, что в мембрану встроены поры с гидрофильной поверхностью, через этe пору ионы могут перемещаться сквозь мембрану, внутренний слой которой гидрофобен. В обычных условиях пора закрыта, однако электрические импульсы и некоторые биологически активные соединения при связывании с мембраной открывают пору каналов. Вследствие этого ион, способный проникать через канал, перемещается с одной стороны мембраны на другую в направлении от большей концентрации к меньшей (пассивный перенос). Перемещение ионов в обратном направлении (активный перенос) осуществляется с затратами энергии другими транспортными белками мембраны, которые называются ионными насосами.

Белки способны также осуществлять защитную функцию. При попадании в организм человека или животных вирусов, бактерий, чужеродных белков или каких-то других полимеров в организме синтезируются защитные белки. Эти защитные белки называются антителами или иммуноглобулинами. Антитела связываются с чужеродными полимерами. Связывание антител с белками вирусов или бактерий подавляет их функциональную активность и останавливает развитие инфекции. Еще одно уникальное свойство антител — способность «опознавать» чужеродные белки от своих собственных белков организма. Механизм защиты организма от возбудителей заболеваний с участием антител называют иммунитетом. Иммунитет к инфекционным заболеваниям создают с помощью инъекций. Инъекция — введение в организм в очень небольших количествах некоторых биополимеров, которые входят в состав микроорганизмов или вирусов возбудителей данной болезни. Образующиеся при этом антитела будут защищать организм, если он впоследствии подвергается заражению данными микроорганизмами или вирусами. Многие живые существа (беспозвоночные, рыбы, амфибии, змеи) для обеспечения своей защиты выделяют также белки, называемые токсинами. В большинстве случаев токсины являются сильными ядами.

В специализированных клетках растений и животных может осуществляться синтез регуляторов или гормонов. Часть из них (но, правда, не все) являются белками, регулирующими различные физиологические процессы. Из таких гормонов наиболее известен, пожалуй, инсулин. Этот важный гормон регулирует уровень глюкозы в клетках организма и вырабатывается в поджелудочной железе. Недостаток инсулина в организме является причиной заболевания, называемого сахарным диабетом.
К белковым гормонам относится и продуцируемый гипофизом гормон роста соматотропин. Многие клетки в живых организмах выделяют белки, являющиеся биологически активными соединениями и влияющие на функции соседних клеток. В частности, к ним относятся многочисленные факторы роста, регулирующие рост и развитие клеток определенных тканей, к примеру, фактор роста нервной ткани или фактор роста фибробластов.

При нехватке питания у людей и животных начинает усиливаться распад белков до аминокислот. Эти аминокислоты после некоторых превращений могут использоваться как источник энергии. Это является энергетической функцией белков.

Перейти к оглавлению.