Смекни!
smekni.com

Белки и аминокислоты (стр. 3 из 4)

В организме немедленнопоявятся соответствующие антитела. Теперь попавший в кровь или лимфу «насто­ящий»болезнетворный микроб тот­час же подвергнется атаке этих анти­тел, и болезньбудет побеждена. Такой способ борьбы с инфекцией есть не что иное, какнелюбимая многими прививка. Благодаря ей организм приобретает иммунитет кинфекци­онным болезням.

ДЛЯ ЧЕГО ВГЕМОГЛОБИНЕ ЖЕЛЕЗО

В природе существуют белки, вко­торых помимо аминокислот содер­жатся другие химические компонен­ты, такие,как липиды, сахара, ионы металлов. Обычно эти компоненты играют важную роль привыполне­нии белком его биологической функ­ции. Так, перенос молекул и ионов изодного органа в другой осуществля­ют транспортные белки плазмы крови.Белок гемоглобин (от греч. «гема» — «кровь» и лат. globus — «шар», «шарик»), содержащийся в кровяных клетках — эритроцитах (от греч.«эритрос» — «красный» и «китос» — «клетка»), доставляет кис­лород от лёгких ктканям. В молеку­ле гемоглобина есть комплекс иона железа Fe24" со сложной органической молекулой, называемый гемам.Гемо­глобин состоит из четырёх белковых субъединиц, и каждая из них содер­житпо одному гему.

В связывании кислорода влёгких принимает участие непосредственно ион железа. Как только к нему хотя быв одной из субъединиц присоединя­ется кислород, сам ион тут же чуть-чуть меняетсвоё расположение в мо­лекуле белка. Движение железа «про­воцирует» движениевсей аминокис­лотной цепочки данной субъединицы, которая слегка трансформируетсвою третичную структуру. Другая субъеди­ница, ещё не присоединившая кислород,«чувствует», что произошло с со­седкой. Её структура тоже начинает меняться. Витоге вторая субъедини­ца связывает кислород легче, чем пер­вая. Присоединениекислорода к третьей и четвёртой субъединицам происходит с ещё меньшими трудно­стями.Как видно, субъединицы помо­гают друг другу в работе. Для этого-то гемоглобинуи нужна четвертичная структура. Оксид углерода СО (в про­сторечии угарный газ)связывается с железом в геме в сотни раз прочнее кислорода. Угарный газсмертельно опасен для человека, поскольку ли­шает гемоглобин возможности при­соединятькислород.

А ЕЩЁ БЕЛКИ...

...Служат питательнымивеществами. В семенах многих растений (пшени­цы, кукурузы, риса и др.)содержатся пищевые белки. К ним относятся так­же альбумин — основной компонентяичного белка и казеин — главный белок молока. При переваривании в организмечеловека белковой пищи происходит гидролиз пептидных свя­зей. Белки«разбираются» на отдель­ные аминокислоты, из которых орга­низм в дальнейшем«строит» новые пептиды или использует для полу­чения энергии. Отсюда иназвание:

греческое слово «пептос»означает «переваренный». Интересно, что гид­ролизом пептидной связи управляюттоже белки — ферменты.

...Участвуют в регуляцииклеточ­ной и физиологической активности. К подобным белкам относятся мно­гие гормоны(от греч. «гормао» — «по­буждаю»), такие, как инсулин, регули­рующийобмен глюкозы, и гормон роста.

...Наделяют организм способно­стьюизменять форму и передвигать­ся. За это отвечают белки актин и ми­озин, изкоторых построены мышцы.

...Выполняют опорную изащитную функции, скрепляя биологические структуры и придавая им прочность.Кожа представляет собой почти чис­тый белок коллаген, а волосы, ногти и перьясостоят из прочного нерас­творимого белка кератина.

ЧТО ЗАПИСАНО ВГЕНАХ

Последовательностьаминокислот в белках кодируется генами, которые хранятся и передаются понаследству с помощью молекул ДНК (см. статьи «Хранитель наследственной инфор­мации.ДНК» и «Экспрессия генов»). Пространственную структуру белка задаёт именнопорядок расположе­ния аминокислот. Получается, что не только первичная, но ивторичная, третичная и четвертичная структуры белков составляют содержание на­следственнойинформации. Следо­вательно, и выполняемые белками функции запрограммированыгене­тически. Громадный перечень этих функций позволяет белкам по правуназываться главными молекулами жизни. Поэтому сведения о белках и есть тобесценное сокровище, кото­рое передаётся в природе от поколе­ния к поколению.

Интерес человека к этиморгани­ческим соединениям с каждым годом только увеличивается. Сегодня учёныеуже расшифровали структуру многих белковых молекул. Они выясняют функции самыхразных белков, пыта­ются определить взаимосвязь функ­ций со структурой.Установление сходства и различий у белков, выпол­няющих аналогичные функции ураз­ных живых организмов, позволяет глубже проникать в тайны эволюции.

АМИНОКИСЛОТЫ — ПОКАЗАТЕЛИ ВОЗРАСТА

D- и L-формы аминокислот обладают способностью оченьмедленно превращаться друг в друга. За определённый (весьма длительный) периодвремени чистая D- или I-форма может стать смесью равных количеств обеихформ. Такая смесь называется раиемагом, а сам процесс —раие-мизаиией.Скорость рацемизации зависит от температуры и типа амино­кислоты. Данноесвойство можно использовать для определения возрас­та ископаемых остатковорганизмов, а при необходимости — и живых существ. Например, в белке дентина(дентин — костная ткань зубов) 1-ас-парагиновая кислота самопроизвольнораиемизуется со скоростью 0,1 % в год. У детей в период формирования зубов вдентине содержится толь­ко 1-аспарагиновая кислота. Дентин выделяют из зуба иопределяют В нём содержание 0-формы. Результаты теста достаточно точны. Так,для 97-лет­ней женщины, возраст которой был документально засвидетельствован,тест показал возраст 99 лет. Данные исследований, выполненных на ис­копаемыхостатках доисторических животных — слонов, дельфинов, мед­ведей, — хорошосогласуются с результатами датирования, полученными радионуклидным методом.

ЗА ЧТО СЕНГЕР ПОЛУЧИЛ НОБЕЛЕВСКИЕ ПРЕМИИ

При гидролизе белков до аминокислот(разрушении пептидной связи во­дой) теряется информация о последовательности ихсоединения. Поэто­му долгое время считали, что определение первичной структурыбелка представляет собой совершенно безнадежную задачу. Но в 50-х гг. XX в.английский биохимик Фредерик Сенгер (родился в 1918 г.) смог расшиф­роватьпоследовательность аминокислот в полипептидных цепях гормо­на инсулина. За этуработу, на выполнение которой ушло несколько лет, в 1958 г. Сенгер был удостоенНобелевской премии по химии (двадца­тью годами позже он совместно с У.Гилбертом получил вторую премию за вклад в установление первичной структурыДНК).

Принципы определенияаминокислотной последовательности, впервые сформулированные Сенгером,используются и ныне, правда, со всевоз­можными вариациями иусовершенствованиями. Процедура установле­ния первичной структуры белка сложнаи многоступенчата: в ней около десятка различных стадий. Сначала белокрасщепляют до отдельных ами­нокислот и устанавливают их тип и количество вданном веществе. На сле­дующей стадии длинную белковую молекулу расщепляют ужене полно­стью, а на фрагменты. Затем в этих фрагментах определяют порядоксоединения аминокислот, последовательно отделяя их одну за другой. Расшеплениебелка на фрагменты проводят несколькими способами, что­бы в разных фрагментахбыли перекрывающиеся участки. Выяснив поря­док расположения аминокислот во всехфрагментах, получают полную ин­формацию о том, как аминокислоты расположены вбелке. К концу XX в. созданы специальные приборы, определяющиепоследовательность амино­кислот в молекуле белка в автоматическом режиме — секвенаторы(от англ. sequence — «последовательность»).

молоко

И КИСЛОМОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ

Молоко представляет собойколлоидный раствор жира в воде. Под микроскопом хорошо видно, что ононеоднородно: в бесцветном растворе (сыворотке) плавают жировые шарики.

Вкоровьем молоке обычно содержится от 3 до 6 % жиров (в основном это сложныеэфиры глицерина и насыщенных карбоновых кислот - пальмитиновой, стеариновой),около 3 % белков, а ешё углеводы, органические кислоты, витамины и минеральныевещества.

Белокказеин в молоке присутствует в связанном виде - ковалентно присоединённые каминокислоте сери-ну фосфатные группы образуют соли с ионами кальция. Приподкислении молока эти соли разрушаются, и казеин выделяется в виде белойтворожистой массы. В желудке человека под действием особых ферментов происходитпроцесс, называемый “створажива-нием казеина”. Створоженный казеин выпадает восадок и медленнее выводится из организма, а потому полнее усваивается. Казеинвысоко питателен:

в нём есть почти всеаминокислоты, необходимые человеку для построения собственных белков. В чистомвиде он представляет собой безвкусный белый порошок, не растворимый в воде.Помимо него в молоке содержатся и другие белки, например лактальбумин. Прикипячении этот белок превращается в нерастворимую форму, образуя на поверхностикипячёного молока характерную белую плёнку - пенку.

Входящийв состав молока сахар лактоза С^НддО,, изомерен сахарозе. В организме человекапод действием фермента лактазы этот сахар расщепляется на моносахариды глюкозуи галактозу, которые легко усваиваются. За счёт этого, например, грудные детипополняют запасы углеводов. Интересно, что у многих людей (в основном упредставителей монголоидной расы) организм в зрелом возрасте утрачиваетспособность расщеплять лактозу.

Проходя черезпищеварительный тракт, лактоза не усваивается, а становится питательной средойдля развития различных болезнетворных микроорганизмов, что приводит к общемунедомоганию. Именно поэтому народы Дальнего Востока (японцы, китайцы)практически не употребляют в пишу молочные продукты.

Впромышленных условиях молоко подвергают тепловой обработке, цель которой -подавить развитие микроорганизмов и продлить срок его хранения. Для этогомолоко пастеризуют - выдерживают 30 мин при 65 °С, а также используют кратковременнуютермообработку - нагревают в течение 10-20 с до 71 °С. По сравнению спастеризацией термообработка лучше сохраняет питательные вещества, в первуюочередь витамины. Чтобы молоко не расслаивалось на сливки и сыворотку, егогомогенизируют - пропускают под давлением через небольшие отверстия. Жировыешарики дробятся, уменьшаются в размерах, а молоко становится более вязким.