Білки та їх значення

 

 

 

 

Білки

та їх значення

 

 

 

 

 

Виконала:

 

Із органічних речовин, що входять в склад живих організмів, найбільш важливе в біологічному відношенні і найбільш складні по хімічній структурі є якраз білки. З ними ми зустрічаємось всюди, там де має місце життя, та його прояви.

Термін „білки” виник вперше в зв'язку із знаходженням в тканинах тварин і рослин речовин, що подібні  по деяких своїх властивостях з яєчним білком (при нагріванні вони розкладаються). Ці речовини Мульдер в 1838 р. назвав протеїнами (з грец. proteous - перший), тобто вони являються важливими складовими живої матерії, без якої неможливе життя. Тепер слово „білки” це збірне поняття для цілого класу речовин, які мають багато спільного в складі та властивостях, що присутні в кожній живій клітині і утворюють там основну масу протоплазми.

Класичне визначення ролі білків як основи живого дано сто років тому що „життя це форма існування білкових тіл”. Ця фраза стала крилатою, в  ній підкреслюється вирішальне значення білків для життя.

Білки - надзвичайно різноманітні речовини. Одні білки розчиняються у воді, інші в слабких розчинах нейтральних солей чи в 70%-му спирті, деякі - в розбавлених розчинах кислот або лугів. Є й такі білки, що в названих рідинох на розчинябться. Розчинені білки у воді утримують значну кількість зв'язаної води. Завдяки цьому водні розчини білків в'язкі і при певних умовах можуть загусати. Розчини білків нестійкі. Білки з них під впливом різних чинників легко виділяються в осад. Розрізняють оборотне і необоротне осадження білків. О б о р о т н е о с а д ж е н н я Виникає при добавленні до водних розчинів білків великих кількостей нейтральних солней і тому називаються висолюванням. Осад білка, що випав, при внесенні в дистельовану воду знов розчиняється. Різні білки висолюються при неоднаковому насиченні їх розчинів нейтральною сіллю. Цим користуються при відокремленні білків один від одного. Наприклад, глобуліникрові осаджуються при напівосиченні її сірчанокислим амонієм, а альбуміни - при повному насичені. При н е о б о р о т н о м у о с а д ж е н н і, яке можна викликати нагріванням, добавлення солей вжких металів тощо, в природному білку відбувається внутрішньомолекулярні зміни, внаслідок чого змінюються його властивості, втрачаєтьсія здатність розчинятися у воді. Необоротна зміна властивостей природного білка називається денатурацією його. Денатуруються білки також під впливом ультрафіолетових променів, ультразвукових хвиль, рдіоактивного випромінювання, сильного струшування тощо. Денатуація згубно впливає на біологічні функції білка. Білки можуть утворювати солі при реакціях з кислотами і основами, тобто мають амфотерний характер. Амфотерність білків пояснюється наявністю в їх молекулах карбоксильних груп -СООН. Для виявлення білків у різних матеріалах застосовують кольорові реакції, найвжливішими з яких є ксантопротеїнова...

Білки — це складні азотовмісні  полімери, мономерами яких служать  амінокислоти. Амінокислотний склад  білків різний і є важливою характеристикою  кожного білка, а також критерієм  його цінності в харчуванні. До складу білка з найбільшою сталістю входять 20 амінокислот.  
Незамінні  
1. Ізолейцин  
2. Лейцин  
3. Метіонін  
4. Лізин  
5. Фенілаланін  
6. Треонін  
7. Триптофан  
8.  Валін  
9. Гістидин (для дітей)  
Замінні  
1. Гліцин  
2. Аланін  
3. Серин  
4. Глутамінова к-та  
5. Глутамін  
6. Аспарагінова к-та  
7. Аспарагін  
8. Аргінін  
9. Пролін  
10. Цистин  
11. Тирозин

За елементарним складом білки  відрізняються від жирів і  вуглеводів тим, що, крім вуглецю, водню  і кисню, їх молекули містять азот. Крім того, всі рослинні і більшість тваринних білків мають у своєму складі сірку (0,3 - 2,5%). Деякі фізіологічно важливі білки містять фосфор (0,5-0,6%). Білки - вислкомолекулярні сполуки. Найбільш точно можна обчислити молекулярні масу білків за швидкістю дифузії їх з розчину в чистий розчинник через пористу скляну перетинку і за швидкістю осідання в ультрацентрифугах, що дають до 80 000 обертів в хвилину. Визначена різними методами молекулярна маса коливається від кількох тисяч до 10 і більше міліонів (віруси сказу, віспи). В залежності від просторової структури білки можна розділити на глобулярні (молекули мають сферичну форму) і фібрилярні (складаються з витянутих нитковидних молекул). До числа простих глобулярних білків входять альбуміни, глобуліни, проламіни, глютеліни. Альбуміни поширені в крові і становлять основну частину білків сироватки крові, молока, яєчного білка. Проламіни і глютеліни належать до рослинних білків і містяться в насінні злаків, становлячи основну масу клейковини. До проламінів належать гліадин пшениці, зенін кукурудзи, гордеїн ячменю.

Добова потреба в білках становить 100 г, якщо організм забезпечений іншими класами харчових речовин.

Білки - надзвичайно різноманітні речовини. Одні білки розчиняються у воді, інші в слабких розчинах нейтральних солей чи в 70%-му спирті, деякі - в розбавлених розчинах кислот або лугів. Є й такі білки, що в названих рідинох на розчинябться. Розчинені білки у воді утримують значну кількість зв'язаної води. Завдяки цьому водні розчини білків в'язкі і при певних умовах можуть загусати. Розчини білків нестійкі. Білки з них під впливом різних чинників легко виділяються в осад. Розрізняють оборотне і необоротне осадження білків. О б о р о т н е о с а д ж е н н я Виникає при добавленні до водних розчинів білків великих кількостей нейтральних солней і тому називаються висолюванням. Осад білка, що випав, при внесенні в дистельовану воду знов розчиняється. Різні білки висолюються при неоднаковому насиченні їх розчинів нейтральною сіллю. Цим користуються при відокремленні білків один від одного. Наприклад, глобуліникрові осаджуються при напівосиченні її сірчанокислим амонієм, а альбуміни - при повному насичені. При н е о б о р о т н о м у о с а д ж е н н і, яке можна викликати нагріванням, добавлення солей вжких металів тощо, в природному білку відбувається внутрішньомолекулярні зміни, внаслідок чого змінюються його властивості, втрачаєтьсія здатність розчинятися у воді. Необоротна зміна властивостей природного білка називається денатурацією його. Денатуруються білки також під впливом ультрафіолетових променів, ультразвукових хвиль, рдіоактивного випромінювання, сильного струшування тощо. Денатуація згубно впливає на біологічні функції білка. Білки можуть утворювати солі при реакціях з кислотами і основами, тобто мають амфотерний характер. Амфотерність білків пояснюється наявністю в їх молекулах карбоксильних груп -СООН. Для виявлення білків у різних матеріалах застосовують кольорові реакції, найвжливішими з яких є ксантопротеїнова

Надлишкове білкове харчування спричиняє додаткове навантаження на нирки, оскільки кінцеві продукти білкового та азотистого обміну: сечовина, аміак, а у хворих на подагру ще і сечова кислота, її солі (урати) — видаляються організму нирками разом з сечею.

Елементарний склад білків в  процентах від молекулярної маси буде наступний:

С – 50 – 54%

Н – 6,5 – 7,3%

О – 21,5 – 23,5%

N – 15 – 17%

S – 0,3 – 2,5%

В склад білків входять також: P, J, Fe, Si і т.д.

Найбільш постійним в складі білка є азот.

При вивченні хімічної структури простого білка було встановлено, що основною його структурною одиницею – мономером – являються амінокислоти. Таким чином білки – це високомолекулярні, органічні, N – вмісні біополімери, які складаються в основному з амінокислот.

Молекулярна маса білків – для  визначення молекулярної маси існує  ряд методів:

кріоскопічний

осмометричний

седиментації

Найбільш точним є метод седиментації який проводиться в ультрацентрифузі. Він заснований на різній швидкості  осадження білків в залежності від  молекулярної маси: з великою масою  білки осідають при малій швидкості  руху ротора центрифуги, а білки з малою масою - при високих швидкостях його руху.

Вивчення різних білків показало, що всі вони являються з високою  молекулярною масою. Молекулярна маса їх виражається десятками, сотнями  і тисячами, а в деяких білків і декілька мільйонів.

Функції білків в організмі різноманітні. Вони значною мірою обумовлені складністю і розмаїтістю форм і складу самих  білків.  
Білки - незамінний будівельний матеріал. Однієї з найважливіших функцій білкових молекул є пластична. Усі клітинні мембрани містять білок, роль якого тут різноманітна. Кількість білка в мембранах складає більш половини маси.  
Багато білків мають скорочувальну функцію. Це насамперед білки актин і міозин, що входять у м'язові волокна вищих організмів. М'язові волокна - миофибриллы - являють собою довгі тонкі нитки, що складаються з рівнобіжних більш тонких м'язових ниток, оточених внутрішньоклітинною рідиною. У ній розчинені аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), необхідна для здійснення скорочення, глікоген - живильна речовина, неорганічні солі і багато інших речовин, зокрема кальцій. 
Велика роль білків у транспорті речовин в організмі. Маючи різні функціональні групи і складну будівлю макромолекули, білки зв'язують і переносять зі струмом крові багато з'єднань. Це насамперед гемоглобін, що переносить кисень з легень до кліток. У м'язах цю функцію бере на себе ще один транспортний білок - міоглобін.  
Ще одна функція білка - запасна. До запасних білок відносять ферритин - залізо, овальбумин - білок яйця, казеїн - білок молока, зеин - білок насінь кукурудзи. 
Регуляторну функцію виконують білки-гормони. 
Гормони - біологічно активні речовини, що впливають на обмін речовин. Багато гормонів є білками, чи поліпептидами окремими амінокислотами. Одним з найбільш відомих білків-гормонів є інсулін. Цей простий білок складається тільки з амінокислот. Функціональна роль інсуліну многопланова. Він знижує зміст цукру в крові, сприяє синтезу глікогену в печінці і м'язах, збільшує утворення жирів з вуглеводів, впливає на обмін фосфору, збагачує клітки калієм. Регуляторною функцією володіють білкові гормони гіпофіза - залози внутрішньої секреції, зв'язаної з одним з відділів головного мозку. Він виділяє гормон росту, при відсутності якого розвивається карликовость. Цей гормон являє собою білок з молекулярною масою від 27000 до 46000. 
Регуляторну функцію виконують і білки, що містяться в щитовидній залозі - тиреоглобулины, молекулярна маса яких близько 600000. Ці білки містять у своєму складі йод. При недорозвиненні залози порушується обмін речовин.  
Інша функція білків - захисна. На її основі створена галузь науки, названа імунологією. 
Останнім часом в окрему групу виділені білки з рецепторною функцією. Є рецептори звукові, смакові, світлові й ін. рецептори.  
Варто згадати і про існування білкових речовин, що гальмують дію ферментів. Такі білки володіють ингибиторными функціями. При взаємодії з цими білками фермент утворить комплекс і утрачає свою активність чи цілком частково. Багато білків - інгібітори ферментів - виділені в чистому виді і добре вивчені. Їхні молекулярні маси коливаються в широких межах; часто вони відносяться до складних білок - гликопротеидам, другим компонентом яких є вуглевод. 
Якщо білки класифікувати тільки по їхніх функціях, то таку систематизацію не можна було б вважати завершеної, тому що нові дослідження дають багато фактів, що дозволяють виділяти нові групи білків з новими функціями. Серед них унікальні речовини - нейропептиды (відповідальні за найважливіші життєві процеси: сну, пам'яті, болю, почуття страху, тривоги)