Біологія. Міні-довідник. ЗНО

Функції білків у живих організмах

1. Білки-ферменти. Однією з найважливіших властивостей білків є їх каталітична активність. Каталітично активні білки називають ферментами, або ензимами (від лат. fermentum або грецьк. zyme — заквашення). Більшість білків-ферментів має складну четвертинну структуру, комплементарну просторовій структурі того субстрату, з яким вони взаємодіють. Це забезпечує специфічність взаємодії ферменту із субстратом і складне регулювання його каталітичної активності.

2. Регуляторні білки виявляють активність щодо таких важливих процесів, як регуляція експресії генів, ріст і розвиток організму. Одними з найбільш важливих регуляторних білків є гістони, які містяться в хроматині клітинних ядер, у яких вони зв’язані з ДНК йонними та іншими зв'язками. Гістони впливають на матричну активність ДНК, чим і визначається їх регуляторна функція.

3. Білки-гормони впливають на механізми регуляції метаболізму організму. Особливістю цих білків є наявність особливих зон, до яких приєднуються рецептори гормонів. Інші невеликі ділянки білкової молекули є носіями гормональної активності. Відносні молекулярні маси більшості білків-гормонів містяться в межах від 20 000 до 40 000.

4. Захисні білки. Найбільш важливими захисними білками є антитіла, утворені організмами тварин або людини у відповідь на вторгнення носія чужорідної генетичної інформації, які називають антигенами. Захисні білки цієї групи (імуноглобуліни) зв’язуються з антигенами й нейтралізують їх. Захист організму від мікробів та продуктів їх життєдіяльності забезпечують також інші білки імунної системи (лізоцими, інтерферони).

5. Білки-токсини синтезуються тваринами, рослинами, грибами та мікроорганізмами. Найбільш повно вивчені структура та механізм дії токсичних білків змій, більшість яких блокує передачу нервового імпульсу, тому названі нейротоксинами. Доволі повно вивчені токсини грибів і бактерій. Токсичний білок червоних мухоморів та блідої поганки аманітин пригнічує активність ферменту РНК-полімерази, унаслідок чого блокується транскрипція та синтез важливих білків. Низка токсинів бактерій (дифтерійний, холерний, дизентерійний) пригнічують синтез білка в рибосомах клітини. Інші білки-токсини (стафілококовий ентеротоксин кишкової палички) перфорують клітинну стінку й зумовлюють лізис клітини. На основі токсичних білків імунологи створюють вакцини-антитоксини, які широко використовують у медицині та ветеринарії.

6. Рецепторні білки. Сприйняття того чи іншого подразника зовнішнього середовища органами чуттів має єдиний механізм. Він включає:

  • а) сприйняття енергії сигналу рецепторними білками мембран клітини;
  • б) перетворення енергії сигналу особливими білковими молекулами в специфічну інформацію, яка впливає на обмінні процеси. Нейромедіатором в організмі багатьох тварин і людини служить ацетилхолін.

7. Транспортні білки забезпечують як дальший транспорт органічних і неорганічних сполук по внутрішніх транспортних магістралях організму, так і ближчий транспорт через плазматичні мембрани клітини.

8. Накопичувальна функція білків полягає в їх здатності слугувати місцем зберігання, своєрідним депо хімічних сполук, які постійно беруть участь в обміні речовин організму. Прикладами таких білків є фератин, виявлений у печінці, селезінці, кістковому мозку, та міоглобін — білок м’язів тварин і людини.

9. Скоротливі білки. До цієї групи належать білки м’язів людини, а також скоротливі білки багатьох бактерій, клітин грибів, рослин і тварин.

Білки джгутиків одноклітинних тварин, рухливих клітин грибів і водоростей, сперматозоїдів тварин забезпечують їх активне пересування в рідкому середовищі.

10. Структурні білки беруть участь у створенні структури біологічних мембран, цитоскелета, ядерного та міжклітинного матрикса.

Колаген — важливий компонент сполучної тканини; він входить до складу шкіри, кісток, сухожиль, кровоносних судин, хрящів, зубів. Його головна функція — утворення нерозчинних фібрил високої міцності.

Кератин — структуроутворювальний фібрилярний білок. З кератину складаються: волосся, нігті, дзьоби, кігті, пір’я, шипи, панцирі, сухий поверхневий шар шкіри.

11. Метаболічна функція білків виявляється в процесі їх дисиміляції. Під час розпаду білків утворюються пептиди й вільні амінокислоти, які є вихідним матеріалом для синтезу багатьох органічних сполук, утім і нових білків.

12. У молоці багатьох тварин частка білка приблизно дорівнює часткам жирів і вуглеводів (переважно лактози) або перевищує їх. Найважливіший білок молока — казеїн, частка якого остановить близько 80 % загального вмісту білків у молоці. Казеїн містить всі амінокислоти, необхідні організму тварин чи людини, а також Фосфор.

13. Онкотичний тиск у клітині та крові. Білки здатні зберігати онкотичний тиск у клітинах і крові. Онкотичний тиск, колоїдно-осмотичний тиск — частина осмотичного тиску, що створюється високомолекулярними компонентами — білками розчину. Онкотичний тиск у крові людини й тварин, порівняно із загальним осмотичним тиском (7-8 атм), незначний (0,03 атм/1 атм), але має велике значення для процесів всмоктування і переходу рідини з капілярів у тканини й навпаки.

14. Роль білків у буферній системі крові. Білки плазми крові відіграють значну роль у буферній системі крові завдяки своїм амфотерним властивостям. У кислому середовищі вони поводяться як основи, зв’язуючи кислоти. У лужному середовищі білки реагують як кислоти, зв’язуючи основи та підтримуючи pH крові на певному рівні (pH артеріальної крові становить 7,4, а венозної — 7,35).