§ 04. Свойства и функции белков

1. Что общего в процессах денатурации и деструкции? Чем они отличаются?

Общим в процессах денатурации и деструкции является нарушение природной структуры белков под влиянием действия какого-либо фактора. При денатурации первичная структура белка не нарушается и при условии прекращения действия фактора, вызвавшего денатурацию, белок способен восстановить свойственную ему природную структуру. При деструкции происходит разрушение первичной структуры белка, поэтому деструкция всегда необратима.

2, 4, 5, 6, 7. Каковы основные биологические функции белков? В чем заключаются структурная и транспортная функции белков? Чем определяется двигательная функция белков? В чем состоит защитная функция белков? Каковы возможности белков как источников энергии в клетке?

Белки выполняют чрезвычайно важные функции, обусловленные в значительной мере сложностью и разнообразием структуры и состава их молекул. Важнейшая функция белков — структурная (строительная). Белки входят в состав всех клеточных мембран и органоидов клеток. Из белка построены волосы, ногти, когти, полые рога, паутинные и шелковые нити. Стенки кровеносных сосудов, хрящи, сухожилия у высших позвоночных животных и человека состоят преимущественно из белка. Ферментативная (каталитическая) функция выполняется практически полностью белками. Ферменты катализируют всереакции в клетке, поскольку сами по себе эти реакции не протекают вовсе либо идут слишком медленно. Двигательная функция обеспечивается особыми сократительными белками (актином и миозином), которые обусловливают как все виды движений организмов в пространстве, так и движения органов в организме и органоидов в клетках. Велика роль белков в транспорте веществ через плазматические мембраны клеток, газов кровью с участием сложного белка гемоглобина и мышечного белка миоглобина. Белки выполняют и защитную функцию, обеспечивая гуморальный иммунитет с помощью иммуноглобулинов. Переход растворимого белка плазмы крови фибриногена в нерастворимый белок фибрин лежит в основе защиты организма от кровопотери при травмах. Многие гормоны, являясь пептидами либо белками, выполняют регуляторную функцию. Примером являются гормоны островковых клеток поджелудочной железы инсулин и глюкагон, регулирующие уровень сахара в крови. Белки плазмалеммы клеток выполняют сигнальную функцию путем изменения своей третичной структуры в ответ на действие факторов внешней среды и таким образом передают команды в клетку. Белки выполняют также энергетическую функцию. При полном расщеплении 1 г белка выделяется 17,6 кДж энергии, необходимой для многих жизненно важных процессов клетки.

3. Что такое ферменты? Почему без участия ферментов протекание большинства биохимичесих процессов в клетке было бы невозможным?

Ферменты — это биологические катализаторы белковой природы, позволяющие протекать химическим реакциям в живой клетке при умеренной температуре, нормальном давлении и в нейтральной среде.
Именно в таких условиях и обитают живые организмы. Роль ферментов состоит в снижении энергии активации, т. е. в их присутствии требуется меньше энергии для придания реакционной способности молекулам, вступающим в реакцию. Чтобы осуществить каталитическое действие, молекулы фермента и субстрата должны тесно сблизиться, и следовательно, по форме они должны подходить друг другу как ключ замку. Поэтому каждый фермент строго специфичен и связывается только со своим субстратом.