Какие белки выполняют защитную функцию. Функции белков

Функции белков в организме.

Общая характеристика белков.

Белки– это высокомолекулярные органические, азотсодержащие соединения, состоящие из аминокислот.

Белки – наиболее сложные соединения живых систем. Не только каждый вид живого, но и каждый орган, каждый тип клеток обладает своим специфическим набором белков.Наконец, каждый индивидуум отличается от подобных своего вида собственным набором белков (биохимическая индивидуальность). Эта индивидуальность поддерживается всеми живущими организмами. При внедрении в организм чужих белков образуются защитные вещества (антитела) и разрушают чужие белки. Однако имеется и общность между определенными белками одного и того же вида, которая позволяет проводить обмен белками (например, переливание крови).

В количественном отношении они занимают первое место среди всех содержащихся в живой клетке макромолекул. В организме человека белки составляют примерно 1/5 часть, или 20 % массы, а в пересчете на сухой вес – 45%. Содержание белков в разных тканях различно, так в мышцах и печени содержится до 22 % белка, в мозге – 11 %, в жировой ткани – 6 %.

Свое название белки получили от белого цвета куриного яйца, на примере которого изучались их свойства. В 1838 г. Н. Мульдер назвал белки протеинами (от греч. protos – первый, важный). Это же название принято в международной номенклатуре.

Белки занимают первое место среди макромолекул не случайно, ведь там где есть белки, отмечены признаки жизни и наоборот там где есть жизнь, обнаруживаются белки.

Функции белков в организме.

Белки, входящие в состав организма человека, отличаются большим

разнообразием состава, структуры, местом расположения и соответственно функциями.

Белки выполняют следующие функции в организме:

1. Каталитическая или ферментативная функция. Одна из основных функций белков. В настоящее время известно свыше 2000 различных ферментов, которые являются биологическими катализаторами и ускоряют все биохимические процессы в организме. Практически все они являются по своей химической природе белками.

2. Структурная или пластическая функция. Еще одна из важнейших функций белков. Мембраны всех клеток и субклеточных единиц представляют собой бислой: белки и фосфолипиды, т.е. белки играют большую роль в формировании всех клеточных структур. Эту функцию выполняют, например следующие белки: кератин – составляет основу волос и ногтей, коллаген – главный белок соединительной ткани.

3. Сократительная функция. Важным признаком жизни является подвижность, в основе которой лежит данная функция белков, таких как актин и миозин – белки мышц. Кроме мышечных сокращений к этой функции относят и изменение форм клеток и субклеточных частиц.

4. Транспортная функция. Перенос различных веществ по крови и в пределах клетки. Например, альбумины переносят по крови ВЖК, лекарственные вещества, билирубин; гемоглобин переносит кислород и углекислый газ, другие белки транспортируют липиды, стероиды, витамины и т.д.

5. Защитная функция. В процессе эволюции в организме выработан механизм узнавания и связывания «чужих» молекул с помощью белков-антител, которые являются белковой фракцией гамма-глобулинов; кроме этого ряд белков, например, альбумины обезвреживают ядовитые вещества (ВЖК и билирубин) в крови; белки свертывающей (фибриноген, протромбин и др.) и противосвертывающей системы предотвращают свертывание крови в нормальных условиях и наоборот образуют сгустки крови при повреждениях сосудов.

6. Регуляторная функция. Среди молекул-регуляторов важное место принадлежит регуляторам белковой природы, таким как гормоны, 50% которых имеют белковую природу; белки-гистоны, кислые белки играют роль в регуляции процесса трансляции в биосинтезе белка; белки крови альбумины играют большую роль в создании и поддержании онкотического и осмотического давления крови; белки входя в состав белковой и гемоглобиновой буферных систем участвуют в поддержании рН крови и т.д.

7. Рецепторная функция.Избирательное связывание различных регуляторов-гормонов, биогенных аминов, простогландинов, медиаторов, циклических мононуклеотидов, протекает с помощью белков-рецепторов на мембранах клетки.

8. Опорная или механическая функция.Прочность соединительной, хрящевой и костной ткани за счет белков – коллагена, эластина, фибронектина.

9. Энергетическая функция. 1 г. белка, окисляясь до конечных продуктов – мочевины, углекислого газа и воды, дает 4,1 ккал энергии.

Основные функции белков в клетке

Благодаря сложности, разнообразию форм и состава, белки играют важную роль в жизнедеятельности клетки и организма в целом.

Белок — это отдельный полипептид или агрегат нескольких полипептидов, выполняющий биологическую функцию.

Полипептид — понятие химическое. Белок — понятие биологическое.

В биологии функции белков можно разделить на следующие виды:

1. Строительная функция

Белки участвуют в образовании клеточных и внеклеточных структур. Например:

• кератин – из него состоят волосы, ногти, перья, копыта
• коллаген – главный компонент хрящей и сухожилий;
• эластин (связки);
• белки клеточных мембран (в основном – гликопротеиды)

2. Транспортная функция

Некоторые белки способны присоединять различные вещества и переносить их к различным тканям и органам тела, из одного места клетки в другое. Например:

• липопротеины — отвечает за перенос жира.
• гемоглобин — транспорт кислорода, белок крови гемоглобин присоединяет кислород и транспортирует его от легких ко всем тканям и органам, а от них в легкие переносит углекислый газ;
• гаптоглобин — транспорт гема),
• трансферрин — транспорт железа.

Белки транспортируют в крови катионы кальция, магния, железа, меди и другие ионы.

В состав клеточных мембран входят особые белки, которые обеспечивают активный и строго избирательный перенос некоторых веществ и ионов из клетки во внешнюю среду и обратно. Транспорт веществ через мембраны осуществляют белки – Na + ,К + -АТФаза (антинаправленный трансмембранный перенос ионов натрия и калия), Са 2+ -АТФаза (выкачивание ионов кальция из клетки), глюкозные транспортеры.

3. Регуляторная функция

Большая группа белков организма принимает участие в регуляции процессов обмена веществ. Гормоны белковой природы принимают участие в регуляции процессов обмена веществ. Например:

• гормон инсулин регулирует уровень глюкозы в крови, способствует синтезу гликогена.

4. Защитная функция

• В ответ на проникновение в организм чужеродных белков или микроорганизмов (антигенов) образуются особые белки — антитела, способные связывать и обезвреживать их.
• Фибрин, образующийся из фибриногена, способствует остановке кровотечений.

5. Двигательная функция

• Сократительные белки актин и миозин обеспечивают сокращение мышц у многоклеточных животных, движений листьев у растений, мерцание ресничек у простейших и т.д.

6. Сигнальная функция

• В поверхностную мембрану клетки встроены молекулы белков (рецепторы), способных изменять свою третичную структуру в ответ на действие факторов внешней среды, таким образом осуществляя прием сигналов из внешней среды и передачу команд в клетку.

7. Запасающая функция

• В организме животных белки, как правило, не запасаются, исключение: альбумин яиц, казеин молока. У животных и человека при длительном голодании используются белки мышц, эпителиальных тканей и печени.
• Но благодаря белкам в организме могут откладываться про запас некоторые вещества, например, при распаде гемоглобина железо не выводится из организма, а сохраняется, образуя комплекс с белком ферритином.

8. Энергетическая функция

• При распаде 1г белка до конечных продуктов выделяется 17,6 кДж. Сначала белки распадаются до аминокислот, а затем до конечных продуктов — воды, углекислого газа и аммиака. Однако в качестве источника энергии белки используются только тогда, когда другие источники (углеводы и жиры) израсходованы (по словам одного из биохимиков: использовать белки для получения энергии – все равно, что топить печь долларовыми купюрами).

9. Каталитическая (ферментативная) функция

• Одна из важнейших функций белков. Обеспечивается белками — ферментами, которые ускоряют биохимические реакции, происходящие в клетках.

Ферменты, или энзимы, — особый класс белков, являющихся биологическими катализаторами. Благодаря ферментам биохимические реакции протекают с огромной скоростью. Вещество, на которое оказывает свое действие фермент, называют субстратом.

Ферменты можно разделить на две группы:

1. Простые ферменты являются простыми белками, т.е. состоят только из аминокислот.
2. Сложные ферменты являются сложными белками, т.е. в их состав помимо белковой части входит группа небелковой природы — кофактор. У некоторых ферментов в качестве кофакторов выступают витамины.

10. Функция антифириза

• В плазме крови некоторых живых организмов содержатся белки которые предупреждают ее замерзание в условиях низких температур.

11. Питательная (резервная) функция.

• Эту функцию выполняют так называемые резервные белки, являющиеся источниками питания для плода, например белки яйца (овальбумины). Основной белок молока (казеин) также выполняет главным образом питательную функцию. Ряд других белков используется в организме в качестве источника аминокислот, которые в свою очередь являются предшественниками биологически активных веществ, регулирующих процессы метаболизма.

Решай задания и варианты по биологии с ответами

Основные функции белка в организме человека

Для чего нужны белки в организме

Каковы основные функции белка в организме человека?

Белки поддерживают мышечную и костную массу, держат в работоспособности иммунную систему, предотвращают утомление.

Со школьной скамьи и даже ранее человечество слышит о белках. О них говорят медики, диетологи, учёные. С их точки зрения белки представляют собой наиболее сложные элементы в пище. В клетках организма они составляют пятую часть всей массы. По закону физики «В ПРИРОДЕ НИЧТО НЕ БЕРЁТСЯ ИЗ НИОТКУДА, и никуда не исчезает, оно превращается из одного вида энергии в другую». Это же можно сказать об образовании и дальнейшем превращении белков.

Белок переводится с греческого, как главный, важнейший, первый. Он так назван, потому что выполняет самые важные, родоначальные, ничем другим незаменимые функции в теле человека.

Из чего состоят белки

Белки состоят из аминокислот. Аминокислота, любая состоит из углерода, водорода, кислорода и азота в своём структурном соединении. Пища состоит из 22 аминокислот. 12 может синтезироваться в организме, и они называются заменимые. 10 аминокислот, остальных, из двадцати двух, незаменимы. Они в теле не производятся, только поступают с продуктами. А вообще аминокислот большое количество в природе.

Белки ещё называют протеинами. Это название предложено в первой половине девятнадцатого века голландским химиком Г. Мульдером, выделив особый класс соединений с азотом.

Виды протеинов с точки зрения основных функций белка в организме человека

Протеины делятся на медленно и быстро усваиваемые, а также включающие оба вида.

Казеин ‒ белок, повышающий и удерживающий концентрацию аминокислот в крови, постепенно, примерно в течение шести, восьми часов.

Яичный белок тоже медленный, поддерживающий уровень аминокислот в крови длительно.

Сывороточный белок делает мощный и быстрый выброс аминокислот. Он действует около часа с предотвращением катаболизма или распада сложных веществ.

Соевый белок может усиливать и дополнять действие сывороточного белка.

Популярные быстрые протеины, усваиваемые от получаса до четырёх: концентрат лактозы, изолят (очищенный) и гидролизат (частично разрушенный ферментами).

Основные функции белка в организме человека

1. Строительная. Из белка состоят клетки, стенки-мембраны, внеклеточная структура. Белок ‒ родоначальник органической Земной жизни.

2. Катализаторная. Белки являются ферментами или энзимами и ускоряют биохимические процессы, которые в организме протекают в «тепличных» условиях, с низкими скоростями. Это температура около сорока градусов и нейтральная кислотность среды. Вот для каждой такой реакции нужны свои ферменты.

3. Транспортная. Биохимический процесс обеспечивается поступлением в клетки строительных материалов, энергии. Как осуществляется это поступление? Их транспортируют белки, потому что для других составляющих мембраны клеток, ограждённые двойным слоем липидов, непроницаемы. А транспортные белки вмонтированы в стенки клеток.

Гемоглобин обеспечивает транспортировку веществ от одних органов к другим.

Транспортный белок, альбумин, образовывает пенициллины, специальные комплексы, с жирными кислотами, аминокислотами, гормонами, с лекарствами.

4. Движущая. Движение тела человека, животных, туфелек и всего живого происходит благодаря специальному сократительному белку.

5. Защитная. При появлении чужеродных тел в организме, иммунная система отвечает выработкой лимфоцитов, уничтожающих эти частицы, плохие они или хорошие. Они состоят из патогенных бактерий, раковых клеток, чужеродных белков, вирусов. Чтобы распознать такой поступающий поток, существуют белки, называемые иммуноглобулинами, антителами. Их рождают бета–лимфоциты в кровеносной системе.

6. Структурная. Кроме высокоспециализированных функций белков, есть белки служащие просто в качестве структуры. Они обеспечивают прочность тканей с механической точки зрения. К ним относится коллаген, эластин. Они работают в коже, стенках кровеносных сосудов, лёгких.

7. Энергетическая. Белки ‒ топливо, самое выгодное. Они источники энергии организма.

Почему всем нужны белки

Потребность в белках совершенно не определяется просто одним возрастом или периодом жизни. Это ещё и наследственность, болезни, темперамент, нагрузки на организм, климат проживания и многого другого.

Наибольшая потребность в белке с рождения. Тело растёт, вес увеличивается быстро. Дети, вскормленные грудным молоком, получают всё необходимое из него. С возрастом наращивание тканей становится медленнее. В зрелом возрасте энергетическая функция белка побеждает строительную.

Почему пожилым людям нужны белки

В здоровом организме, при разнообразном достаточном питании сам организм вырабатывает заменимые аминокислоты, а незаменимые поступают с пищей. Но, именно тот факт, что организм, особенно у людей старшего возраста, никогда не бывает здоровым, а возможность материальная падает, от такого круговорота возможностей человека и выработкой аминокислот, белка, часто в организме не хватает. Это в свою очередь приводит к осложнениям в здоровье. Вот почему белковой пищи не будет много у обычного среднестатического гражданина.

Откуда берутся яды в организме

Но, вот какой парадокс. Известным учёным Бирхер-Беннером проводились исследования, выводом которых стало не уменьшение употребления белка с возрастом, а увеличение! Излишний белок, который не нужен организму, становится для него ядом. Так образуются шлаки. К ним относятся мочевая кислота, мочевина, аммиак, креатинин и так далее. Их избыток задерживается в организме, а выведение затруднено. Они затрудняют все обменные процессы. Происходит старение организма. Не от лет, а от шлаков.

Белки поступают в организм с пищей, распадаются в желудке и кишечнике под действием ферментов на составляющие аминокислоты, всасываются стенками кишечника. Затем происходит их доставка к клеткам организма. Избыток аминокислот разлагается с образованием шлаков, типа мочевины, выделяются с мочой или задерживаются. Всё зависит от здоровья организма.

Как справедлив метод интуитивного питания. При нём не надо напитывать себя белками, например. Просто прислушиваться к своему организму, он сам чего-то захочет или не захочет.

Полноценные и неполноценные белки

Белки, близкие по своему составу к белкам животного организма ‒ полноценные. Белки, в которых отсутствуют важные для жизни аминокислоты, триптофан, тирозин, цистин ‒ неполноценные.

Продукты с животным и соевым белком имеют примерно одинаковый в процентном отношении состав. Он равномерный и равнозначен человеческому. Является такой продукт полноценным.

Простые и сложные белки

Белки, состоящие только из аминокислот простые. Сложными белки будут в случае присоединения к молекуле металла, других групп типа сахара, жиров, витаминов. Например, гликопротеины, липопротеины.

Виды белка и основные его функции в организме человека

По группе присоединения белки имеют название и функциональные особенности.

Белки бывают ферментами и гормонами.

Гормоны, участвующие в регуляции физиологических процессов ‒ белки. Белки коллаген, кератин, являющиеся структурными, компоненты ткани костей, волос, ногтей.

Мышечные сократительные белки могут изменяться в длину при помощи химической энергии, преобразуемой в механическую.

Некоторая часть аминокислот образует гормоны, в переводе с греческого, движущие. Эти вещества выделяются прямо в кровь или лимфу из желёз внутренней секреции (гипофизом, щитовидной, паращитовидной, вилочковой железами, надпочечниками). Так как эндокринные железы не имеют выводных протоков, продукты их деятельности выводятся в кровяное и лимфатическое русло.

А гормон в переводе означает возбуждающий. Он возбуждает или угнетает деятельность организма. Например, рост, метаболизм (способность к усвоению сложных молекул). Повышение активности организма, выделение адреналина стимулируется белком.

Фермент ‒ закваска, ускоряющая химические реакции.

Коллаген занимается регенерацией клеток глаз и сосудов крови. Это основное вещество волокон, хрящей, костей, соединительной ткани.

Регенерация ‒ процесс обратного превращения отработанных продуктов в исходные, то есть восстановление организмом утраченного в теле.

Антитела, связывающие и нейтрализующие токсины тоже белки.

Часть белков реагируют на свет, запах, выполняют в органах функции рецепторов, воспринимают раздражение.

Белки на мембране клеток и внутри их служат регуляторами.

Последствия недостатка белка и отсутствия основных функций белка в организме человека

Меню завтрака должно включать нежирное мясо, йогурт, творог, каши, овощи.

Недостаток белков приводит к отёчности, в связи с задержкой избытка воды в организме. Так как одна из функций белков ‒ водносолевой обмен, осуществление контроля над выведением лишней жидкости.

При жёстких фруктовых, овощных, крупяных диетах, поступает мало белка. Те же белки, что всё-таки поступают в организм всасываются хуже в кровь.

Питание без белков приводит к заболеваниям со смертельным исходом.

Функции белка в организме имеют широкий диапазон от обеспечения протекания химических реакций до содержания в норме его структуры.

Доброго здоровья, достаточного белка в организме и потреблении, как в молодом, таки в старшем возрасте!

Источники:

http://studopedia.ru/17_133046_funktsii-belkov-v-organizme.html

http://bingoschool.ru/blog/41/

http://zen.yandex.ru/media/id/5ce71b68752e5b00b25b7c3a/5cfff1fbd0c8c500ac6a2932