ДПА. Відповіді. Біологія. Барна
50. Білки: особливості будови та властивості
Серед органічних сполук, що входять до складу клітин, білки становлять 18-21 % загальної сирої маси організму людини і до 50 % його сухої маси.
Білки — високомолекулярні органічні нітрогеновмісні сполуки. Крім Нітрогену, до складу всіх білків входять Карбон, Гідроген і Оксиген, а також Сульфур. Деякі білки містять Фосфор, Ферум, Купрум і Цинк. Відносна молекулярна маса білків коливається в широких межах — від кількох тисяч до сотень мільйонів. Так, відносна молекулярна маса міоглобіну м’язів становить 16 900, а білка вірусів грипу — 332 млн.
Білки виконують багато різних функцій. Найбільшу та найважливішу за своїм біологічним значенням групу білків становлять ферменти. Сьогодні відомо понад тисячу різних ферментів, кожен з яких каталізує певну хімічну реакцію.
Білки є основними структурними елементами живих організмів. Вони входять до складу сполучної та кісткової тканин. Серед найбільш поширених клітинних білків — білки мембран, які разом з ліпідами утворюють основу клітин. Окремі типи білків є обов’язковими компонентами скорочувальних і рухових систем. Наприклад, актин і міозин — основні елементи скорочувальної системи м’язів. Інші білки виконують транспортну функцію. Вони можуть зв’язувати й переносити з потоком крові певні молекули. Гемоглобін, що міститься в еритроцитах хребетних тварин, переносить від легень до тканин кисень, а з тканин до легень — вуглекислий газ. Білок міоглобін утримує в м’язах кисень, створюючи таким чином його запас.
Речовинами білкової природи є численні гормони, яким властива висока біологічна активність. До них належать: соматотропін — гормон передньої долі гіпофіза, що стимулює ріст; інсулін, який утворюється в острівцевій тканині підшлункової залози і регулює вуглеводний обмін в організмі, та ряд інших.
Білки виконують в організмі також енергетичну функцію. За рахунок їх окиснення утворюється 10-15 % усієї енергії.
Серед багатьох білків, що містяться в живих організмах, є білки особливого типу, на яких уперше була показана їх видова специфічність. Ці білки називають антитілами. Вони виробляються в організмі у відповідь на появу стороннього білка. Таким чином, білки виконують захисну функцію. Вони забезпечують також зсідання крові у випадку ушкодження судин. Це обумовлено наявністю в складі крові специфічних білків — фібриногену та тромбіну.
Різноманітні отрути, що виділяються бактеріями та містяться в деяких рослинах, а також зміїні отрути є речовинами білкової природи і таким чином виконують токсичну функцію.
У результаті досліджень, проведених на початку XIX ст., було встановлено, що білки, які мають велику відносну молекулярну масу, під час кислотного гідролізу розпадаються на більш прості сполуки амінокислоти, які відрізняються одна від одної за будовою. Нині відомо понад 150 амінокислот. Проте структурними елементами тваринних білків можуть бути тільки 20 різних α-амінокислот.
Слід підкреслити, що всі білки, які виконують найрізноманітніші функції, у тому числі й білки, яким властива висока біологічна активність або токсична дія, містять один і той же (але в різних комбінаціях) набір з 20 амінокислот. Останні самі по собі не мають ні тієї біологічної активності, ні токсичності, яка властива білкам. Специфічну функцію білкам надає їх просторова конфігурація, яка, відповідно, обумовлена певною послідовністю амінокислот у білковій молекулі.
Найбільш характерними фізико-хімічними властивостями білків є: висока в’язкість розчинів, незначна дифузія, здатність до значного набрякання, оптична активність, рухливість в електричному полі, низький осмотичний і високий онкотичний тиск, здатність до поглинання ультрафіолетових променів з довжиною хвилі приблизно 280 нм.
Білки, як і амінокислоти, амфотерні завдяки наявності вільних NH2-груп і СООН-груп і характеризуються відповідно всіма властивостями кислот і основ. Білки мають гідрофільні властивості. Молекули білка не здатні проходити крізь напівпроникні штучні мембрани (целофан, пергамент, колодій), а також мембрани рослинних і тваринних клітин. Білки належать до високомолекулярних сполук, до складу яких входять сотні й навіть тисячі амінокислотних залишків, об’єднаних у макромолекулу. Відносна молекулярна маса білків коливається від 6000 Да (нижня межа) до 1 000 000 Да і вище — залежно від кількості поліпептидних ланцюгів у складі єдиної молекули білка.
Такі поліпептидні ланцюги одержали назву субодиниць. їх відносна молекулярна маса також коливається в широких межах: від 6000 Да до 100 000 Да.
