Вивчаючи травну систему людини, ви ознайомилися з деякими ферментами, які беруть участь у процесі травлення. Пригадайте ці ферменти. Яку функцію в травній системі вони виконують? Які ще ферменти з вивчених раніше ви можете пригадати?
Класифікація білків
Білки за їхнім складом можна розділити на дві великі групи — прості та складні. До складу простих білків входять тільки амінокислоти. Такі білки ще називають протеїнами (мал. 5.1). Простими білками є гістони, які становлять основу хромосом. До цієї самої групи належать альбуміни і глобуліни, які містяться в плазмі крові.
Складні білки (протеїди) крім залишків амінокислот містять ще й небілкову частину — простетичну групу. Такою групою може бути як органічна, так і неорганічна молекула. Відповідно до складу такої групи розрізняють різні протеїди. Так, нуклеопротеїди крім білків містять нуклеїнові кислоти, глікопротеїди — вуглеводи, а ліпопро-теїди — ліпіди. Складні білки також можуть містити залишки орто-фосфатної кислоти або атоми металічних елементів. Такі білки, як гемоглобін чи хлорофіл, містять велику і складну за будовою групу атомів — гем (мал. 5.2). До складу гему входить атом металічного елемента (Феруму в гемоглобіні або Магнію у хлорофілі). Гем забезпечує забарвлення молекули білка.
За формою молекули білки також можна поділити на дві великі групи — глобулярні й фібрилярні. Молекули глобулярних білків мають
Мал. 5.1. Прості білки
Мал. 5.2. Складні білки
вигляд грудочки. Ці білки зазвичай легко розчиняються у воді. Більшість ферментів є якраз глобулярними білками, а молекули фібрилярних білків мають вигляд нитки. Вони нерозчинні. До них, наприклад, належать білки, які утворюють основу шкіри.
Функції білків
Білків у живих організмах дуже багато, і виконують вони в них різноманітні функції. Практично всі функції живих організмів тією чи іншою мірою пов’язані з роботою певних груп білків. За допомогою білків організми будують свої структури, здійснюють процеси життєдіяльності й відтворюють себе.
Функції білків
Структурна
Приклади білків: колаген, кератин, еластин, муко-протеїни.
Є компонентами опорних структур і покривів організмів. Вони входять до складу тканин внутрішнього середовища тварин. Беруть участь в утворенні скелета, зв'язок, шкіри, пір'я, шерсті та інших структур.
Каталітична
Приклади білків: трипсин, пероксидаза, алкогольде-гідрогеназа.
Білки-ферменти є каталізаторами (прискорювачами) реакцій у клітинах. Саме вони забезпечують життєдіяльність організму.
Регуляторна
Приклади білків: інсулін, глюкагон.
Гормони білкової природи є важливими регуляторами процесів обміну речовин у організмі.
Сигнальна
Приклади білків: рецепторні білки мембран. Білки є основними рецепторними молекулами, розташованими на мембранах клітин. Вони сприймають інформацію із середовища та передають її до клітин.
Транспортна
Приклади білків: гемоглобін, гемоціанін, альбумін.
Забезпечують в організмі транспорт кисню, жирних кислот, ліпідів та інших сполук. У клітинах білки відповідають за транспорт (переміщення) багатьох речовин крізь клітинні мембрани.
Захисна
Приклади білків: антитіла, фібриноген, тромбін. Є найважливішим компонентом імунної системи. Вони утворюють комплекси з чужими білками, знешкоджуючи їх. Також білки беруть участь у процесі зсідання крові.
Рухова
Приклади білків: актин, міозин. Скоротливі білки забезпечують скорочення м'язів.
Запасаюча
Приклади білків: яєчний альбумін, казеїн. Білки беруть участь у створенні в організмі запасу речовин, які необхідні для забезпечення подальшої життєдіяльності.
Токсична
Приклади білків: зміїна отрута, дифтерійний токсин. Залежно від способу життя організму, який їх виробляє, білки-токсини можуть бути як засобом захисту, так і засобом нападу.
Ферменти та їхня роль у клітині
Під час вивчення біології людини ви вже познайомилися з такою групою білків, як ферменти. Ферменти є унікальними молекулами. Вони виконують функцію каталізу, тобто прискорюють хімічні реакції, і роблять вони це надзвичайно ефективно! Наприклад, для взаємодії атмосферного азоту з воднем у процесі синтезу азотних добрив сучасна промисловість використовує температуру 500 °С і тиск у 350 атмосфер! Це за наявності каталізатора — пористого заліза
з певними домішками. А звичайна ґрунтова бактерія азотобактер здійснює ті самі реакції за допомогою ферментів у звичайних умовах. Без високих температур і за нормального тиску.
Ферменти потрібні для здійснення процесів обміну речовин у клітині. Без них реакції обміну перебігають надзвичайно повільно. А часто ці реакції без ферментів узагалі не відбуваються.
Як же ферментам вдається досягати такого успіху? Секрет у їхній просторовій будові. Будь-який фермент є ланцюжком амінокислот, що певним чином згорнутий у просторі. Згортання ланцюжка відбувається таким чином, щоб радикали амінокислот утворили унікальну структуру — активний центр ферменту. Саме в цьому центрі й відбуваються реакції.
Радикали амінокислот розташовані у просторі певним чином відносно один до одного. Вони різні за своїми властивостями, і їхня спільна дія створює умови, в яких відповідна реакція відбувається надзвичайно швидко.
У деяких випадках для роботи ферменту потрібний і небілковий компонент. Це сполука (її називають кофактором), яка приєднується до ферменту й також бере участь у процесі каталізу реакції. Часто кофакторами ферментів є вітаміни.
Білки за складом їх молекул можна поділити на дві великі групи — прості та складні, за формою молекули — на глобулярні та фібрилярні. Прості складаються тільки з амінокислот, а складні містять крім амінокислот небілкову частину. Цей клас речовин виконує в живих організмах багато функцій: структурну, каталітичну, захисну, транспортну тощо. Каталітичну функцію здійснюють білки ферменти, які є надзвичайно ефективними каталізаторами.
Перевірте свої знання
1. Які функції в живих організмах виконують білки?
2. За якими ознаками класифікують білки?
3. Чи може просторова структура молекули білка впливати на його властивості? Наведіть приклади глобулярних і фібрилярних білків.
4. Навіщо живим організмам потрібні складні білки?
5. Навіщо живим організмам потрібні ферменти?
6. Як працюють ферменти?
7*. Що може перешкодити роботі ферменту?
8*. На прикладі організму людини поясніть, як білки виконують захисні функції.
Це матеріал з підручника Біологія 9 клас Задорожний нова програма