или протеины (греч. protos — первостепенный), — это биологические гетерополимеры, мономерами которых являются аминокислоты.Аминокислоты представляют собой низкомолекулярные органические соединения, содержащие карбоксильную (-СООН) и аминную (-NH2) группы, которые связаны с одним и тем же атомом углерода. К атому углерода присоединяется боковая цепь — какой-либо радикал, придающий каждой аминокислоте определенные свойства.
Выделяют четыре уровня организации молекул белков:
- Первичная структура — последовательность аминокислот в полипептидной цепи. Такая структура специфична для каждого белка и определяется генетической информацией, т. е. зависит от последовательности нуклеотидов в участке молекулы ДНК, кодирующем данный белок. От первичной структуры зависят все свойства и функции белков.
- Вторичная структура – спираль, в которую скручены полипептидные цепи, которые напоминают растянутую пружину или сложены в складчатый слой. Она возникает в результате образования водородных связей внутри одной полипептидной цепи (спиральная конфигурация) или между двумя полипептидными цепями (складчатые слои).
- Третичная структура – трёхмерное образование шаровидной формы (глобула), характерная для глобулярных белков, в которое складываются спиральные и неспиральные участки полипептидной цепи. Такая структура стабилизируется ионными, водородными, ковалентными дисульфидными связями, а также гидрофобными взаимодействиями.
- Четвертичная структура - особо сложное строение белковой молекулы, состоящие из нескольких полипептидных цепей. Такая структура имеется, например, у глобулярного белка гемоглобина. Его молекула состоит из четырех отдельных полипептидных субъединиц, находящихся в третичной структуре, и небелковой части — гема.
Функции белков:
- Структурная. Белки входят в состав клеточных мембран и матрикса органелл клетки. Стенки кровеносных сосудов, хрящи, сухожилия, волосы, ногти, когти у высших животных состоят преимущественно из белков.
- Каталитическая (ферментативная). Белки-ферменты катализируют протекание всех химических реакций в организме. Они обеспечивают расщепление питательных веществ в пищеварительном тракте, фиксацию углерода при фотосинтезе и т. д.
- Транспортная. Некоторые белки способны присоединять и переносить различные вещества. Альбумины крови транспортируют жирные кислоты, глобулины – ионы металлов и гормоны, гемоглобин — кислород и углекислый газ. Молекулы белков, входящие в состав плазматической мембраны, принимают участие в транспортировке веществ в клетку.
- Защитная. Ее выполняют иммуноглобулины (антитела) крови, обеспечивающие иммунную защиту организма. Фибриноген и тромбин участвуют в свертывании крови и предотвращают кровотечение.
- Сократительная. Благодаря скольжению относительно друг друга актиновых и миозиновыхпротофибрилл происходит сокращение мышц, а также немышечные внутриклеточные сокращения. Движение ресничек и жгутиков связано со скольжением относительно друг друга микротрубочек, имеющих белковую природу.
- Регуляторная. Многие гормоны являются олигопептидами или белками (например, инсулин, глюкагон, адренокортикотропный гормон и др.).
- Рецепторная. Некоторые белки, встроенные в клеточную мембрану, способны изменять свою структуру под воздействием внешней среды. Так происходит прием сигналов извне и передача информации в клетку.
- Энергетическая. Белки могут служить источником энергии в клетке (после их гидролиза). Обычно белки расходуются на энергетические нужды в крайних случаях, когда исчерпаны запасы углеводов и жиров.
