До захисних білків відносяться. Функції білка в організмі

Структурна функція

Каталітична функція

Функції білків в організмі

Найбільш добре відома функціябілків у організмі – каталіз різних хімічних реакцій. Ферменти – це білки, що мають специфічні каталітичні властивості, тобто кожен фермент каталізує одну або кілька подібних реакцій. Ферменти каталізують реакції розщеплення складних молекул (катаболізм) та їх синтезу (анаболізм), у тому числі реплікацію та репарацію ДНК та матричний синтез РНК. До 2013 року було описано понад 5000 тисяч ферментів. Прискорення реакції в результаті ферментативного каталізуможе бути величезним: наприклад, реакція, що каталізується ферментом оротидин-5"-фосфатдекарбоксилазою, протікає в 1017 разів швидше некаталізується (період напівреакції декарбоксилювання оротової кислоти становить 78 мільйонів років без ферменту і 18 мілісекунд за участю ферменту) Моле. змінюються внаслідок реакції, називаються субстратами.

Структурні білки цитоскелета, як свого роду арматура, надають форму клітин і багатьом органоїдам і беруть участь у зміні форми клітин. Більшість структурних білківє філаментозними: наприклад, мономери актину та тубуліна – це глобулярні, розчинні білки, але після полімеризації вони формують довгі нитки, з яких складається цитоскелет, що дозволяє клітині підтримувати форму. Колаген та еластин – основні компоненти міжклітинної речовини сполучної тканини(наприклад, хряща), а з іншого структурного білка кератину складаються волосся, нігті, пір'я птахів та деякі раковини.

Існує декілька видів захисних функцій білків:

Фізичний захист. Фізичну захист організму забезпечують колаген - білок, що утворює основу міжклітинної речовини сполучних тканин (у тому числі кісток, хряща, сухожиль і глибоких шарів шкіри (дерми); кератин, що становить основу рогових щитків, волосся, пір'я, рогів та інших похідних епідермісу. білки розглядають як білки зі структурною функцією.

Хімічний захист. Зв'язування токсинів білковими молекулами може забезпечувати їхню детоксикацію. Особливо важливу роль у детоксикації у людини відіграють ферменти печінки, що розщеплюють отрути або переводять їх у розчинну форму, що сприяє їх швидкому виведенню з організму.

Імунний захист. Білки, що входять до складу крові та інших біологічних рідин, беруть участь у захисній відповіді організму як на пошкодження, так і атаку патогенів. Білки системи комплементу та антитіла (імуноглобуліни) відносяться до білків другої групи; вони нейтралізують бактерії, віруси чи чужорідні білки. Антитіла, що входять до складу адаптативної імунної системи, приєднуються до чужорідних для даного організму речовин, антигенів, і цим нейтралізують їх, направляючи до місць знищення. Антитіла можуть секретуватися в міжклітинний простір або закріплюватися в мембранах спеціалізованих В-лімфоцитів, які називаються плазмоцитами.

Існує кілька видів захисних функцій білків:

Фізичний захист. У ній бере участь колаген - білок, що утворює основу міжклітинної речовини сполучних тканин (у тому числі кісток, хряща, сухожиль та глибоких шарів шкіри (дерми)); кератин, що становить основу рогових щитків, волосся, пір'я, рогів та ін. похідних епідермісу.

Зазвичай, такі білки розглядають як білки зі структурною функцією. Прикладами цієї групи білків є фібриногени ітромбіни, що беруть участь у згортанні крові.

Імунний захист. Білки, що входять до складу крові та інших біологічних рідин, беруть участь у захисній відповіді організму як на пошкодження, так і атаку патогенів.

Білки системи комплементу та антитіла (імуноглобуліни) відносяться до білків другої групи; вони нейтралізують бактерії, віруси чи чужорідні білки. Антитіла, що входять до складу адаптативної імунної системи, приєднуються до чужорідних для даного організму речовин, антигенів, і цим нейтралізують їх, направляючи до місць знищення. Антитіла можуть секретуватися в міжклітинний простір або закріплюватися в мембранах спеціалізованих В-лімфоцитів, які називаються плазмоцитами.

У той час як ферменти мають обмежену спорідненість до субстрату, оскільки занадто сильне приєднання до субстрату може заважати перебігу реакції, що каталізується, стійкість приєднання антитіл до антигену нічим не обмежена.

Регуляторна функція Багато процесів усередині клітин регулюються білковими молекулами, які служать ні джерелом енергії, ні будівельним матеріалом для клітини. Ці білки регулюють транскрипцію, трансляцію, сплайсинг, а також активність інших білків та ін. Регуляторну функцію білки здійснюють або за рахунок ферментативної активності (наприклад, протеїнкінази), або за рахунок специфічного зв'язування з іншими молекулами, що, як правило, впливає на взаємодію з цими молекулами ферментів.Так, транскрипція генів визначається приєднанням факторів транскрипції – білків-активаторів та білків-репресорів – до регуляторних послідовностей генів. На рівні трансляції зчитування багатьох мРНК також регулюється приєднанням білкових факторів, а деградація РНК та білків також проводиться спеціалізованими білковими комплексами.

Найважливішу роль

у регуляції внутрішньоклітинних процесів грають протеїнкінази – ферменти, які активують або пригнічують активність інших білків шляхом приєднання до них фосфатних груп.

Сигнальна функція

Гормони переносяться кров'ю. Більшість гормонів тварин – це білки чи пептиди. Зв'язування гормону з рецептором є сигналом, що запускає в клітині реакцію у відповідь. Гормони регулюють концентрації речовин у крові та клітинах, ріст, розмноження та інші процеси. Прикладом таких білків є інсулін, який регулює концентрацію глюкози в крові.

Клітини взаємодіють один з одним за допомогою сигнальних білків, що передаються через міжклітинну речовину. До таких білків відносяться, наприклад, цитокіни та фактори росту.

Цитокіни – невеликі пептидні інформаційні молекули. Вони регулюють взаємодії між клітинами, визначають їх виживання, стимулюють або пригнічують зростання, диференціювання, функціональну активність та апоптоз, забезпечують узгодженість дій імунної, ендокринної та нервової систем. Прикладом цитокінів може бути фактор некрозу пухлини, який передає сигнали запалення між клітинами організму.

У живих організмах виконують безліч важливих функцій. Тому в організмах існує багато різних білків.

Ферментативна функція білківполягає в тому, що вони є каталізаторами різних хімічних реакцій, що протікають в організмі. Ферментативну функцію інакше називають каталітичною. При каталізі відбувається прискорення хімічних реакцій, причому це прискорення може бути навіть мільйони разів.

Білків-ферментів тисячі, кожен із них обслуговує свою хімічну реакціючи групу подібних реакцій. За типом реакцій, що обслуговуються, ферменти ділять на класи. Наприклад, оксидоредуктази каталізують окисно-відновні реакції, гідролази забезпечують гідроліз хімічних зв'язківі т. д. Реакцію каталізує не вся молекула ферменту, лише її так званий активний центр. Він включає частину молекули, яка пов'язує субстрат (молекулу, яка піддається перетворенню), та кілька амінокислот (часто не разом розташованих), які забезпечують саму реакцію.

Білки виконують структурну функцію . Вони входять до складу клітинних мембран та органоїдів, міжклітинної речовини (білки колаген та еластин), волосся, нігтів тощо (кератин).

Двигуна функція білківполягає у скороченні м'язів (актин і міозин), забезпеченні руху клітин, їх вій і джгутиків.

Існують білки, які забезпечують перенесення різних речовиняк усередині клітини, і по всьому організму. Такі білки забезпечують транспортну функцію . Вони легко зв'язуються з субстратом, коли його концентрація висока і легко вивільняють його при низькій концентрації. До транспортних білків відноситься гемоглобін. У легенях він пов'язує кисень та вивільняє вуглекислий газ, а тканинах навпаки.

Ряд білків, що входять до складу мембран клітин, забезпечують транспортування малих молекул через мембрану. Такий транспорт може бути як пасивним (білки-канали), так і активним (білки-переносники).

Регуляторна та сигнальна функції білківрізноманітні. Багато внутрішньоклітинних процесів (клітинний цикл, транскрипція та трансляція, активація або придушення активності інших білків тощо) регулюються білками.

Багато гормонів - це білки, які переносяться кров'ю. Коли гормон зв'язується з певним рецептором, то клітина отримує сигнал, в результаті чого в ній запускається реакція у відповідь. Гормони регулюють концентрації речовин, процес зростання, період розмноження та ін.

Клітини взаємодіють між собою за допомогою сигнальних білків, що передаються через міжклітинну речовину. Наприклад, такі сигнали можуть стимулювати або пригнічувати зростання клітин. Таким чином забезпечується узгодженість роботи клітин тієї чи іншої системи органів.

Виділяють рецепторну функцію білків. Білки-рецептори можуть бути як у цитоплазмі, і у мембранах. Коли рецептор діє хімічна речовина чи фізичний стимул (світло, тиск та інших.), він змінюється. Ця зміна молекули передається в інші частини клітини за допомогою каталізу певної реакції, проходження іонів або зв'язування молекул-посередників.

Захисна функція білківтакож дуже різноманітна. Колаген та кератин забезпечують не лише структурну функцію, а й фізичний захист організму. Також фізично організм захищають фібриногени та тромбіни, що згортають кров у місцях поранення (контакту з повітрям).

Білки забезпечують хімічний захист, зв'язуючи та розщеплюючи чужорідні токсини або виробляючи свої (для захисту від інших організмів).

Захисними білками є антитіла, які знешкоджують мікроорганізми та чужорідні білки. Так білки забезпечують імунний захист.

Якщо в організмі виникає дефіцит вуглеводів та жирів, то білки, розпадаючись до кінцевих продуктів, можуть виконувати енергетичну функцію.

Білки можуть запасатися як джерело енергії та джерело амінокислот (наприклад, у яйцеклітинах). Це запасна функція білків.

Білки є основою всіх живих організмів. Саме ці речовини є компонентом клітинних мембран, органел, хрящів, сухожиль і рогових Однак захисна функція білків - одна з найважливіших.

Білки: особливості будови

Поряд з ліпідами, вуглеводами та нуклеїновими кислотамибілки є органічними речовинами, що становлять основу живих істот. Усі вони – природні біополімери. Ці речовини складаються з багаторазово повторюваних структурних одиниць. Вони називаються мономерами. Для білків такими структурними одиницямиє амінокислоти. З'єднуючись у ланцюжки, вони утворюють велику макромолекулу.

Рівні просторової організації білка

Ланцюжок, що складається з двадцяти амінокислот, може утворювати різні структури. Це рівні просторової організації або конформації представлені ланцюгом з амінокислот. Коли вона закручується у спіраль, виникає вторинна. Третинна структура виникає при закручуванні попередньої конформації в клубок або глобулу. А от наступна структуранайскладніша – четвертинна. Вона складається з кількох глобул.

Властивості білків

Якщо четвертинна структура руйнується до первинної, саме до ланцюга амінокислот, відбувається процес, що називається денатурацією. Він звернемо. Ланцюжок амінокислот здатний знову утворити більше складні структури. А коли відбувається деструкція, тобто. руйнування первинної відновити вже неможливо. Такий процес є незворотнім. Деструкцію здійснював кожен із нас, коли термічно обробляв продукти, що складаються з білка. курячі яйця, риба, м'ясо.

Функції білків: таблиця

Білкові молекули дуже багатообразні. Це обумовлює широкий спектр їх можливостей, які обумовлені функцією білків (таблиця містить необхідну інформацію) є необхідною умовою існування живих організмів.

Захисна функція білків в організмі

Як бачите, функції білків дуже різноманітні та важливі за своїм значенням. Але ми не згадали про ще одну з них. Захисна функція білків в організмі полягає у запобіганні проникненню чужорідних речовин, які можуть завдати істотної шкоди організму Якщо це сталося, спеціалізовані білки здатні їх знешкодити. Ці захисники називаються антитілами чи імуноглобулінами.

Процес формування імунітету

З кожним подихом у наш організм проникають хвороботворні бактерії та віруси. Вони потрапляють у кров, де починають активно розмножуватись. Однак на їхньому шляху постає значна перешкода. Це білки плазми крові – імуноглобуліни або антитіла. Вони є спеціалізованими та характеризуються здатністю розпізнавати та знешкоджувати чужорідні для організму речовини та структури. Вони називаються антигенами. Так проявляється захисна функція білків. Приклади її можна продовжити інформацією про інтерферон. Цей білок також є спеціалізованим та розпізнає віруси. Ця речовина навіть є основою багатьох імуностимулюючих лікарських препаратів.

Завдяки наявності захисних білківорганізм здатний протистояти хвороботворним часткам, тобто. у нього формується імунітет. Він може бути вродженим та набутим. Першим всі організми наділені ще з появи на світ, завдяки чому і можливе життя. А набутий з'являється після перенесення різноманітних інфекційних захворювань.

Механічний захист

Білки виконують захисну функцію, безпосередньо оберігаючи клітини та весь організм від механічних впливів. Наприклад, ракоподібних відіграє роль панцира, надійно захищаючи весь вміст. Кістки, м'язи та хрящі утворюють основу організму, і не тільки запобігають пошкодженню м'яких тканин та органів, але й забезпечують його пересування у просторі.

Утворення тромбів

Процес зсідання крові - це також захисна функція білків. Він можливий завдяки наявності спеціалізованих клітин – тромбоцитів. У разі пошкодження кровоносних судин вони руйнуються. В результаті плазми фібриноген перетворюється на його нерозчинну форму - фібрин. Це складний ферментативний процес, в результаті якого нитки фібрину дуже часто переплітаються та утворюють густу мережу, яка перешкоджає витіканню крові. Іншими словами, утворюється потік крові або тромб. Це захисна реакція організму. За нормальної життєдіяльності цей процес триває максимум до десяти хвилин. Але при - гемофілії, на яку страждають в основному чоловіки, людина може загинути навіть при незначному пораненні.

Однак якщо тромби утворюються всередині кровоносної судиниЦе може бути дуже небезпечно. У деяких випадках це навіть призводить до порушення його цілісності та внутрішнього крововиливу. У цьому випадку рекомендовані препарати, що навпаки розріджують кров.

Хімічний захист

Захисна функція білків проявляється і в хімічній боротьбі із хвороботворними речовинами. І починається вона вже у ротовій порожнині. Потрапляючи до неї, їжа викликає рефлекторне виділення слини. Основу цієї речовини становить вода, ферменти, які розщеплюють полісахариди та лізоцим. Саме остання речовина знешкоджує шкідливі молекули, захищаючи організм від їхнього подальшого впливу. Міститься він і в слизових оболонках шлунково-кишкового тракту, і в слізній рідині, що омиває рогівку ока. У велику кількістьлізоцим знаходиться у грудному молоці, слизу носоглотки та білку курячих яєць.

Отже, захисна функція білків проявляється насамперед у знешкодженні бактеріальних та вірусних частинок у крові організму. В результаті у нього формується здатність протистояти хвороботворним агентам. Її і називають імунітетом. Білки, які входять до складу зовнішнього та внутрішнього скелета, захищають внутрішній вміст від механічних пошкоджень. А білкові речовини, що перебувають у слині та інших середовищах, запобігають дії на організм хімічних агентів. Іншими словами, захисна функція білків полягає у забезпеченні необхідних умоввсім процесів життєдіяльності.

Подібну функцію фізичного захисту виконують структурні білки, З яких складаються клітинні стінки деяких протистів (наприклад, зеленої водорості хламідомонади) та капсидів вірусів.

До фізичних захисних функцій білків можна віднести здатність крові згортатися, що забезпечує фібриноген, що міститься в плазмі крові. Фібриноген безбарвний; коли кров починає згортатися, він розщеплюється ферментом [3 після розщеплення утворюється мономер - фібрин, який, у свою чергу, полімеризується і випадає в білими нитками). Фібрин, випадаючи в осад, робить кров не рідкою, а драглистою. У процесі згортання крові основним білком – після того, як він утворив осад, з ниток фібрину та еритроцитів при стисканні фібрину утворює міцний червоний тромб.

Хімічна захисна функція

До захисним білкамімунної системи відносяться також інтерферони. Ці білки виробляють клітини, заражені вірусами. Їхній вплив на сусідині клітини забезпечує противірусну стійкість, блокуючи в клітинах-мішенях розмноження вірусів або складання вірусних частинок. Інтерферони мають інші механізми дії, наприклад, впливають на активність лімфоцитів та інших клітин імунної системи.

Активна захисна функція

Білкові отрути тварин

Білки можуть також служити для захисту від хижаків або нападу на видобуток. Такі білки та пептиди містяться в отрутах більшості тварин (наприклад, змій, скорпіонів, цвітуть та ін). Білки, що містяться в отрутах, мають різні механізми дії. Так, отрути змій гадюкових часто містять фермент фосфоліпазу, який викликає руйнування клітинних мембран і, як наслідок, гемоліз еритроцитів і геморагію. У отруті аспідів переважають нейротоксини; наприклад, в отруті крайтів містяться білки α-бунгаротоксин (блокатор нікотинових рецепторів ацетилхоліну та β-бунгаротоксин (викликає постійне виділення ацетилхоліну з нервових закінченьі цим виснаження його запасів); спільна діяцих отрут викликає смерть від паралічу м'язів.

Бактеріальні білкові отрути

Бактеріальні білкові отрути – ботулотоксин, токсин тетаноспазмін, що виробляється збудниками правця, дифтерійний токсин збудника дифтерії, холерний токсин. Багато з них є сумішшю кількох білків із різним механізмом дії. Деякі бактеріальні токсини білкової природи є дуже сильною отрутою; компоненти ботулотоксину – найбільш отруйна з відомих природних речовин.

Токсини патогенних бактерійроду Clostridium, мабуть, потрібні анаеробним бактеріям для на весь організм загалом, щоб призвести до смерті - це дає бактеріям «безкарно» харчуватися і розмножуватися, а вже сильно збільшивши свою популяцію залишати організм як суперечка.

Біологічне значення токсинів багатьох інших бактерій точно не відоме.

Білкові отрути рослин

У рослин як отрути зазвичай використовуються речовини небілкової природи (алкалоїди, глікозиди та ін). Однак у рослин трапляються і білкові токсини. Так, у насінні рицини (рослини сімейства молочайні) міститься білковий токсин рицин. Цей токсин проникає в цитоплазму клітин кишечника, і його ферментативна субодиниця, впливаючи на рибосоми, необоротно блокує трансляцію.

Посилання

Wikimedia Foundation.

2010 .

Дивитись що таке "Захисна функція білків" в інших словниках: Цей термін має й інші значення, див. Білки (значення). Білки (протеїни, поліпептиди) високомолекулярніорганічні речовини

, що складаються із з'єднаних у ланцюжок пептидним зв'язком альфа амінокислот В живих організмах ... Вікіпедія Кристали різних білків, вирощені накосмічної станції

«Мир» та під час польотів шатлів НАСА. Високоочищені білки за низької температури утворюють кристали, які використовують для отримання моделі даного білка. Білки (протеїни, … … Вікіпедія I Шкіра (cutis) складний орган, що є зовнішнім покривом тіла тварин і людини, що виконує різноманітні фізіологічні функції. АНАТОМІЯ І ГІСТОЛОГІЯ У людини площа поверхні К. дорівнює 1,5 2 м2 (залежно від росту, статі, ...

Медична енциклопедія Рідка тканина, що циркулює вкровоносної системи людини та тварин; забезпечує життєдіяльність клітин і тканин та виконання ними різнихфізіологічних функцій

. Одна з основних функцій К. транспорт газів (O2 від органів.Печінка - (Нераг), велика дольчатая залоза тваринного організму, що у процесах травлення, обміну речовин, кровообігу, підтримки сталості внутр. середовища організму Розташовується у передній частинічеревної порожнини

безпосередньо за… … I Шлунок розширений відділ травного тракту, в якому здійснюється хімічна тамеханічна обробка їжі. Будова шлунка тварин. Розрізняють залізистий, або травний, Ж., у стінках якого містяться…

Велика Радянська Енциклопедія- Мікроскопічна картина крові - великої рогатої худоби, верблюда, коня, вівці, свині, собаки. Мікроскопічна картина крові великої рогатої худоби (I>>), верблюда (II), коні (III), вівці (IV), свині (V), собаки (VI): 1 ... Ветеринарний енциклопедичний словник

Нормальна (систематична) анатомія людини розділ анатомії людини, що вивчає будову «нормальної», тобто здорового тілалюдини за системами органів, органів та тканин. Орган частина тіла певної формита конструкції, … … Вікіпедія

I (sanguis) рідка тканина, що здійснює в організмі транспорт хімічних речовин(в т.ч. кисню), завдяки якому відбувається інтеграція біохімічних процесів, що протікають у різних клітинах та міжклітинних просторах, єдину систему … I Шкіра (cutis) складний орган, що є зовнішнім покривом тіла тварин і людини, що виконує різноманітні фізіологічні функції. АНАТОМІЯ І ГІСТОЛОГІЯ У людини площа поверхні К. дорівнює 1,5 2 м2 (залежно від росту, статі, ...