Kai kurie baltymai atlieka apsauginę funkciją. Apsauginė baltymų funkcija

Į pagrindinį ir tam tikra prasme unikalų biologines funkcijas baltymai, kurie yra neįprasti arba tik iš dalies būdingi kitoms biopolimerų klasėms, turi šias funkcijas.

Struktūrinė (atraminė) funkcija

Kolageno skaidulos atlieka pagalbinę funkciją. (Elektroninė mikroskopija)

Žmogaus organizme tarp kitų baltymų vyrauja struktūrinę funkciją atliekantys baltymai. Fibriliniai baltymai sudaro medžiagą jungiamojo audinio- kolagenas, elastinas (elastingo tipo kraujagyslių kraujagyslių sienelėje), keratinas (odoje ir jo dariniuose), proteoglikanai.

Fermentinė (katalizinė) funkcija

Visi fermentai yra baltymai, lemiantys greitį cheminės reakcijos V biologines sistemas. Tačiau tuo pat metu yra eksperimentinių duomenų apie ribozimų, ty ribonukleino rūgšties, turinčios katalizinis aktyvumas, ir abzimai – ir mono- bei polikloniniai antikūnai.

Receptoriai ir hormoninė funkcija

Transporto funkcija

Kraujyje medžiagas perneša tik baltymai, pavyzdžiui, lipoproteinai (riebalų pernešimas), hemoglobinas (deguonies pernešimas), transferinas (geležies pernešimas). Baltymai perneša kraujyje kalcio, magnio, geležies, vario ir kitus jonus.

Medžiagų pernešimą per membranas vykdo baltymai - Na + , K + -ATPazė (antikryptinis natrio ir kalio jonų pernešimas per membraną), Ca 2+ -ATPazė (kalcio jonų išsiurbimas iš ląstelės), gliukozės pernešėjai.

Rezervinė (mitybinė) funkcija

Šią funkciją atlieka vadinamieji rezerviniai baltymai. Saugomo baltymo pavyzdys yra ovalbumino (ovalbumino) gamyba ir kaupimasis kiaušinyje. Gyvūnai ir žmonės neturi tokių specializuotų sandėlių, tačiau ilgesnio badavimo metu naudojami baltymai iš raumenų, limfoidinių organų, epitelio audinių ir kepenų. Pagrindinis pieno baltymas (kazeinas) taip pat pirmiausia atlieka maistinę funkciją.

Sutraukiamoji funkcija

Yra nemažai tarpląstelinių baltymų, skirtų pakeisti ląstelės formą ir pačios ląstelės ar jos organelių judėjimą. Pagrindinis vaidmuo judesio procesuose vaidina aktinas ir miozinas – specifiniai baltymai raumenų audinio, ir citoskeleto baltymas tubulinas, užtikrinantis pačius geriausius ląstelių gyvavimo procesus – chromosomų divergenciją mitozės metu.

Apsauginė funkcija

Kraujo baltymų funkcijos

Reguliuojant plazmos baltymų kiekį tam tikru lygiu puiki vertė turi kepenis, kurios visiškai sintetina fibrinogeną ir kraujo albuminą, daugumą α- ir β-globulinų, kaulų čiulpų retikuloendotelinės sistemos ląsteles ir limfmazgius.

Baltymai yra kūno statybinė medžiaga ir dalyvauja medžiagų apykaitos procese. Baltymų funkcijos organizme yra didelę reikšmę išlaikyti gyvybę.

Struktūra

Baltymai yra biopolimerai, susidedantys iš atskirų vienetų – monomerų, kurie vadinami aminorūgštimis. Jie susideda iš karboksilo (-COOH), aminų (-NH2) grupės ir radikalo. Aminorūgštys yra sujungtos viena su kita peptidine jungtimi (-C(O)NH-), sudarydamos ilgą grandinę.

Privaloma cheminiai elementai aminorūgštys:

• anglis;
• vandenilis;
• azotas;
• deguonies.

Ryžiai. 1. Baltymų struktūra.

Radikalą gali sudaryti siera ir kiti elementai. Baltymai skiriasi ne tik radikalu, bet ir karboksilo bei amino grupių skaičiumi. Dėl to Yra trys aminorūgščių tipai:

• neutralus (-COOH ir -NH2);
• bazinis (-COOH ir keli -NH2);
• rūgštus (keli -COOH ir -NH2).

Atsižvelgiant į gebėjimą sintetinti kūno viduje, jie yra izoliuoti dviejų tipų aminorūgštys:

TOP 2 straipsniaikurie skaito kartu su tuo

• keičiamas – sintezuojamas organizme;
• nepakeičiami – nėra sintetinami organizme ir turi būti iš išorinės aplinkos.

Yra žinoma apie 200 aminorūgščių. Tačiau tik 20 dalyvauja baltymų kūrime.

Sintezė

Baltymų biosintezė vyksta ribosomose endoplazminis tinklas. Tai sudėtingas procesas, susidedantis iš dviejų etapų:

• polipeptidinės grandinės susidarymas;
• baltymų modifikavimas.

Polipeptidinio tinklo sintezė vyksta matricos ir pernešimo RNR pagalba. Šis procesas vadinamas vertimu. Antrasis etapas apima „dirbimą su klaidomis“. Sintetinto baltymo dalys pakeičiamos, pašalinamos arba pailginamos.

Ryžiai. 2. Baltymų sintezė.

Funkcijos

Biologinės baltymų funkcijos pateiktos lentelėje.

Baltymai gali turėti nuodingą ir neutralizuojantį poveikį. Pavyzdžiui, botulizmo bacila išskiria baltyminės kilmės toksiną, o baltymas albuminas suriša sunkiuosius metalus.

Fermentai

Apie tai verta trumpai pasakyti katalizinė funkcija baltymai. Fermentai arba fermentai priskiriami ypatingai baltymų grupei. Jie atlieka katalizę – cheminės reakcijos pagreitinimą.
Pagal savo struktūrą fermentai gali būti:

• paprastas - turi tik aminorūgščių likučius;
• kompleksas - be baltymų monomero liekanos, jose yra ir nebaltyminių struktūrų, vadinamų kofaktoriais (vitaminais, katijonais, anijonais).

Fermentų molekulės turi aktyviąją dalį (aktyvųjį centrą), kuri suriša baltymą su medžiaga – substratu. Kiekvienas fermentas „atpažįsta“ tam tikrą substratą ir prie jo prisijungia. Aktyvioji vieta dažniausiai yra „kišenė“, į kurią patenka substratas.

Įrišimas aktyvus centras o substratas apibūdinamas sukeltos korespondencijos modeliu („rankos pirštinės“ modelis). Modelis rodo, kad fermentas „prisitaiko“ prie substrato. Keičiant struktūrą, sumažėja substrato energija ir atsparumas, o tai padeda fermentui lengviau jį perkelti į produktą.

Ryžiai. 3. Rankinių pirštinių modelis.

Fermentų aktyvumas priklauso nuo kelių veiksnių:

• temperatūra;
• fermentų ir substratų koncentracijos;
• rūgštingumas.

Yra 6 fermentų klasės, kurių kiekviena sąveikauja su tam tikros medžiagos. Pavyzdžiui, transferazės perkelia fosfatų grupę iš vienos medžiagos į kitą.

Fermentai gali pagreitinti reakcijas 1000 kartų.

Ko mes išmokome?

Sužinojome, kokias funkcijas ląstelėje atlieka baltymai, kaip jie susidėlioja ir kaip sintetinami. Baltymai yra polimerų grandinės, sudarytos iš aminorūgščių. Yra žinoma 200 aminorūgščių, bet baltymai gali susidaryti tik 20. Baltymų polimerai sintetinami ribosomose. Baltymai atlieka svarbias funkcijas organizme: perneša medžiagas, greitina biochemines reakcijas, kontroliuoja organizme vykstančius procesus. Fermentai suriša substratą ir tikslingai perkelia jį į medžiagas, pagreitindami reakcijas 100-1000 kartų.

Testas tema

Ataskaitos vertinimas

Vidutinis įvertinimas: 4.6. Iš viso gautų įvertinimų: 289.

Kaip ir kitos biologinės makromolekulės (polisacharidai, lipidai ir nukleorūgštys), baltymai yra būtini visų gyvų organizmų komponentai ir atlieka lemiamą vaidmenį ląstelės gyvenime. Baltymai vykdo medžiagų apykaitos procesus. Jie yra tarpląstelinių struktūrų – organelių ir citoskeleto dalis, išskiriama į tarpląstelinę erdvę, kur gali veikti kaip tarp ląstelių perduodamas signalas, dalyvauti maisto hidrolizėje ir tarpląstelinės medžiagos susidaryme.

Baltymų klasifikacija pagal jų funkcijas yra gana savavališka, nes tas pats baltymas gali atlikti kelias funkcijas. Gerai ištirtas tokio daugiafunkciškumo pavyzdys yra lizil-tRNR sintetazė, aminoacil-tRNR sintetazių klasės fermentas, kuris ne tik prijungia lizino liekaną prie tRNR, bet ir reguliuoja kelių genų transkripciją. Baltymai atlieka daug funkcijų dėl savo fermentinio aktyvumo. Taigi fermentai yra motorinis baltymas miozinas, reguliuojantys baltymai proteinkinazės, transportuojantis baltymas natrio-kalio adenozintrifosfatazė ir kt.

Bakterinio ureazės fermento molekulinis modelis Helicobacter pylori

Katalizinė funkcija

Labiausiai geras žinoma funkcija baltymai organizme – įvairių cheminių reakcijų katalizė. Fermentai yra baltymai, turintys specifinių katalizinių savybių, ty kiekvienas fermentas katalizuoja vieną ar daugiau panašių reakcijų. Fermentai katalizuoja sudėtingų molekulių skilimo reakcijas (katabolizmą) ir jų sintezę (anabolizmą), įskaitant DNR replikaciją ir atstatymą bei matricos sintezė RNR. Iki 2013 metų buvo aprašyta daugiau nei 5000 tūkst. Reakcijos pagreitis dėl fermentinės katalizės gali būti didžiulis: pavyzdžiui, reakcija, katalizuojama fermento orotidino 5"-fosfato dekarboksilazės, vyksta 10 17 kartų greičiau nei nekatalizuota (oroto rūgšties dekarboksilinimo pusinės eliminacijos laikas yra 78). milijonus metų be fermento ir 18 milisekundžių dalyvaujant fermentui) Molekulės, kurios prisijungia prie fermento ir keičiasi dėl reakcijos, vadinamos substratais.

Nors fermentai paprastai susideda iš šimtų aminorūgščių liekanų, jie nėra tokie dauguma iš kurių sąveikauja su substratu, o dar mažesnis skaičius – vidutiniškai 3-4 aminorūgščių liekanos, dažnai esančios toli viena nuo kitos pirminė struktūra- tiesiogiai dalyvauti katalizėje. Fermento molekulės dalis, kuri tarpininkauja substrato surišimui ir katalizei, vadinama aktyvia vieta.

Tarptautinė biochemijos sąjunga ir molekulinė biologija 1992 m. pasiūlė galutinę hierarchinės fermentų nomenklatūros versiją, pagrįstą jų katalizuojamų reakcijų tipu. Pagal šią nomenklatūrą fermentų pavadinimai visada turi turėti galūnę - aza ir susidaro iš katalizuojamų reakcijų ir jų substratų pavadinimų. Kiekvienam fermentui priskiriamas individualus kodas, kuris leidžia lengvai nustatyti jo vietą fermentų hierarchijoje. Pagal jų katalizuojamų reakcijų tipą visi fermentai skirstomi į 6 klases:

• CF 1: oksidoreduktazės, katalizuojančios redokso reakcijas;
• CF 2: Transferazės, katalizuojančios perdavimą cheminės grupės iš vienos substrato molekulės į kitą;
• EF 3: Hidrolazės, katalizuojančios hidrolizę cheminiai ryšiai;
• EF 4: Liazės, kurios katalizuoja cheminių jungčių nutraukimą be hidrolizės ir susidaro dviguba jungtis viename iš produktų;
• EC 5: izomerazės, katalizuojančios struktūrinius arba geometrinius substrato molekulės pokyčius;
• EC 6: Ligazės, kurios katalizuoja cheminių ryšių tarp substratų susidarymą dėl ATP arba panašaus trifosfato difosfato jungties hidrolizės.

Struktūrinė funkcija

Daugiau informacijos: Struktūrinė baltymų funkcija, Fibriliniai baltymai

Struktūriniai citoskeleto baltymai, kaip tam tikras sutvirtinimas, suteikia ląstelėms ir daugeliui organelių formą ir dalyvauja keičiant ląstelių formą. Dauguma struktūriniai baltymai yra gijiniai: pavyzdžiui, aktino ir tubulino monomerai yra rutuliški, tirpūs baltymai, tačiau po polimerizacijos jie sudaro ilgus siūlus, kurie sudaro citoskeletą, leidžiantį ląstelei išlaikyti savo formą. Kolagenas ir elastinas yra pagrindiniai jungiamojo audinio (pavyzdžiui, kremzlės) tarpląstelinės medžiagos komponentai, o kitas struktūrinis baltymas – keratinas – susideda iš plaukų, nagų, paukščių plunksnų ir kai kurių kriauklių.

Apsauginė funkcija

Daugiau informacijos: Apsauginė baltymų funkcija

Yra keletas baltymų apsauginių funkcijų tipų:

1. Fizinė apsauga. Fizinę kūno apsaugą užtikrina kolagenas – baltymas, sudarantis jungiamojo audinio (įskaitant kaulus, kremzles, sausgysles ir giliuosius odos sluoksnius (dermos)) tarpląstelinės medžiagos pagrindą; keratinas, kuris sudaro raguotų sruogų, plaukų, plunksnų, ragų ir kitų epidermio darinių pagrindą. Paprastai tokie baltymai laikomi baltymais, turinčiais struktūrinę funkciją. Šios grupės baltymų pavyzdžiai yra fibrinogenai ir trombinai, kurie dalyvauja kraujo krešėjimui.
2. Cheminė apsauga. Toksinų surišimas su baltymų molekulėmis gali užtikrinti jų detoksikaciją. Kepenų fermentai atlieka ypač lemiamą vaidmenį žmogaus organizme detoksikuojant, skaidant nuodus arba paverčiant juos tirpia forma, o tai palengvina greitą jų pasišalinimą iš organizmo.
3. Imuninė apsauga. Baltymai, sudarantys kraują ir kitus biologinius skysčius, dalyvauja organizmo gynybinėje reakcijoje tiek į žalą, tiek į patogenų ataką. Komplemento sistemos baltymai ir antikūnai (imunoglobulinai) priklauso antros grupės baltymams; jie neutralizuoja bakterijas, virusus ar svetimus baltymus. Antikūnai, kurie yra adaptyviosios imuninės sistemos dalis, prisitvirtina prie tam tikram organizmui svetimų medžiagų, antigenų ir taip juos neutralizuoja, nukreipdami į sunaikinimo vietas. Antikūnai gali būti išskiriami tarpląstelinė erdvė arba pritvirtintas prie specializuotų B limfocitų, vadinamų plazminėmis ląstelėmis, membranose.

Reguliavimo funkcija

Daugiau informacijos: Aktyvatorius (baltymai), Proteasomas, Baltymų reguliavimo funkcija

Daugelį ląstelių viduje vykstančių procesų reguliuoja baltymų molekulės, kurios netarnauja nei kaip energijos šaltinis, nei kaip ląstelės statybinė medžiaga. Šie baltymai reguliuoja ląstelių progresavimą per ląstelės ciklą, transkripciją, transliaciją, susijungimą, kitų baltymų aktyvumą ir daugelį kitų procesų. Reguliavimo funkcija baltymai yra vykdomi arba per fermentinį aktyvumą (pavyzdžiui, baltymų kinazės), arba per specifinį prisijungimą prie kitų molekulių. Taigi, transkripcijos faktoriai, aktyvatoriai ir represoriniai baltymai, gali reguliuoti genų transkripcijos intensyvumą, prisijungdami prie jų reguliavimo sekų. Vertimo lygmeniu daugelio mRNR skaitymas taip pat reguliuojamas pridedant baltymų faktorių.

Svarbiausią vaidmenį ląstelėje vykstančių procesų reguliavime atlieka proteinkinazės ir baltymų fosfatazės – fermentai, kurie suaktyvina arba slopina kitų baltymų veiklą, prisijungdami prie jų arba pašalindami fosfatų grupes.

Signalo funkcija

Daugiau informacijos: Baltymų signalizacijos funkcija, Hormonai, Citokinai

Baltymų signalinė funkcija – tai baltymų gebėjimas tarnauti kaip signalinės medžiagos, perduodančios signalus tarp ląstelių, audinių, organų ir organizmų. Signalizacijos funkcija dažnai derinama su reguliavimo funkcija, nes daugelis tarpląstelinių reguliuojančių baltymų taip pat perduoda signalus.

Signalizacijos funkciją atlieka baltymai – Hormonai, Citokinai, augimo faktoriai ir kt.

Hormonai pernešami kraujyje. Dauguma gyvūnų hormonų yra baltymai arba peptidai. Hormono prisijungimas prie jo receptoriaus yra signalas, sukeliantis ląstelių atsaką. Hormonai reguliuoja medžiagų koncentracijas kraujyje ir ląstelėse, augimą, dauginimąsi ir kitus procesus. Tokių baltymų pavyzdys yra insulinas, reguliuojantis gliukozės koncentraciją kraujyje.

Ląstelės sąveikauja viena su kita, naudodamos signalinius baltymus, perduodamus per tarpląstelinę medžiagą. Tokie baltymai apima, pavyzdžiui, citokinus ir augimo faktorius.

Citokinai yra peptidinės signalizacijos molekulės. Jie reguliuoja ląstelių sąveiką, lemia jų išlikimą, skatina arba slopina augimą, diferenciaciją, funkcinį aktyvumą ir apoptozę, užtikrina imuninės, endokrininės ir endokrininės sistemos veiksmų koordinavimą. nervų sistemos. Citokinų pavyzdys yra naviko nekrozės faktorius, kuris perduoda uždegiminius signalus tarp kūno ląstelių.

Transporto funkcija

Daugiau informacijos: Baltymų transportavimo funkcija

Tirpūs baltymai, dalyvaujantys mažų molekulių pernešime, turi turėti didelį afinitetą substratui, kai jo yra didelės koncentracijos, ir lengvai išsiskirti mažos substrato koncentracijos vietose. Transporto baltymų pavyzdys yra hemoglobinas, pernešantis deguonį iš plaučių į kitus audinius ir anglies dioksidą iš audinių į plaučius, be to, jam homologiški baltymai, randami visose gyvų organizmų karalystėse.

Kai kurie membraniniai baltymai dalyvauja pernešant mažas molekules per ląstelės membraną, keičiant jos pralaidumą. Lipidinis membranos komponentas yra atsparus vandeniui (hidrofobinis), kuris neleidžia difuzijai poliarinėms arba įkrautoms (jonų) molekulėms. Membranų transportavimo baltymai paprastai skirstomi į kanalo baltymus ir nešiklius. Kanalo baltymuose yra vidinių vandens užpildytų porų, kurios leidžia jonams (per jonų kanalus) arba vandens molekulėms (per akvaporino baltymus) judėti per membraną. Daugelis jonų kanalų yra skirti transportuoti tik vieną joną; Taigi kalio ir natrio kanalai dažnai atskiria šiuos panašius jonus ir leidžia tik vienam iš jų praeiti. Transporteriniai baltymai, kaip ir fermentai, jungiasi prie kiekvienos pernešamos molekulės ar jono ir, skirtingai nei kanalai, gali vykdyti aktyvų transportavimą naudodami ATP energiją. „Ląstelės jėgainė“ - ATP sintazė, kuri sintetina ATP dėl protonų gradiento, taip pat gali būti priskirta prie membranos transportavimo baltymų.

Atsarginė (atsarginė) funkcija

Šie baltymai apima vadinamuosius rezervinius baltymus, kurie saugomi kaip energijos ir medžiagos šaltinis augalų sėklose (pavyzdžiui, 7S ir 11S globulinai) ir gyvūnų kiaušiniuose. Nemažai kitų baltymų organizme naudojami kaip aminorūgščių šaltinis, kurie savo ruožtu yra biologiškai aktyvių medžiagų, reguliuojančių medžiagų apykaitos procesus, pirmtakai.

Receptoriaus funkcija

Daugiau informacijos: Ląstelių receptorius

Baltymų receptoriai gali būti tiek citoplazmoje, tiek įterpti į ląstelės membraną. Viena receptorių molekulės dalis gauna signalą, kuris dažnai būna cheminė medžiaga, o kai kuriais atvejais – šviesos, mechaninio įtempimo (pavyzdžiui, tempimo) ir kitų dirgiklių. Kai signalas veikia tam tikrą molekulės dalį – receptoriaus baltymą – atsiranda jo konformaciniai pokyčiai. Dėl to pasikeičia kitos molekulės dalies, perduodančios signalą kitiems ląstelių komponentams, konformacija. Yra keli signalo perdavimo mechanizmai. Kai kurie receptoriai katalizuoja specifinę cheminę reakciją; kiti naudojami kaip jonų kanalai, kurie atsidaro arba užsidaro, kai juos suveikia signalas; dar kiti specifiškai suriša tarpląstelines pasiuntinių molekules. Membraniniuose receptoriuose molekulės dalis, kuri jungiasi su signaline molekule, yra ląstelės paviršiuje, o signalą perduodantis domenas yra viduje.

Variklio (variklio) funkcija

Visa motorinių baltymų klasė užtikrina kūno judesius, pavyzdžiui, raumenų susitraukimą, įskaitant judėjimą (miozinas), ląstelių judėjimą kūne (pavyzdžiui, ameboidinį leukocitų judėjimą), blakstienų ir žvynelių judėjimą, be to, aktyvų ir kryptingą. intraląstelinis transportas (kinezinas, dyneinas). Dineinai ir kinezinai perneša molekules išilgai mikrotubulių, naudojant ATP hidrolizę kaip energijos šaltinį. Dineinai perneša molekules ir organelius iš periferinių ląstelės dalių centrosomos link, kinezinai – priešinga kryptimi. Dineinai taip pat yra atsakingi už blakstienų ir žvynelių judėjimą eukariotuose. Citoplazminiai miozino variantai gali būti susiję su molekulių ir organelių pernešimu išilgai mikrofilamentų.

Žmogaus kūno funkcionavimas tapo aiškus m pradžios XIX amžiaus. Mokslininkai šias medžiagas priskyrė Graikiškas terminas„baltymai“, iš žodžio protos - „pagrindinis, pirmasis“.

Pagrindinis jų bruožas cheminiai junginiai yra tai, kad jie yra pagrindas, kurį organizmas naudoja kurdamas naujas ląsteles. Kitos jų funkcijos – užtikrinti reguliavimo ir medžiagų apykaitos procesus; vykdant transporto funkcijos(pavyzdžiui, baltymas hemoglobinas, kuris per kraują paskirsto deguonį visame kūne); formuojantis raumenų skaiduloms; valdyti daugelį gyvybiškai svarbių organizmo funkcijų ( ryškus pavyzdys veikia kaip baltyminis insulinas); reguliuojant virškinimo procesą, energijos apykaitą; saugant kūną.

Šių medžiagų cheminę struktūrą lemia aminorūgščių, sudarančių baltymų molekules, skaičius. Molekulės yra gana didelės. Šios medžiagos yra didelės molekulinės masės organinių medžiagų ir yra aminorūgščių grandinė, sujungta peptidiniu ryšiu. Nustatoma baltymų aminorūgščių sudėtis genetinis kodas. Daugybė aminorūgščių derinio variantų suteikia įvairių baltymų molekulių savybių. Paprastai jie jungiasi vienas su kitu ir sudaro sudėtingus kompleksus.

Baltymų klasifikacija nebuvo baigta, nes mokslininkai ištyrė ne visus baltymus. Daugelio jų vaidmuo žmonėms tebėra paslaptis. Kol kas baltymai skirstomi pagal biologinis vaidmuo ir pagal kurias aminorūgštys yra įtrauktos į jų sudėtį. Mūsų mitybai vertingi ne patys baltymai, o juos sudarančios aminorūgštys. Amino rūgštys yra viena iš rūšių organinės rūgštys. Jų yra daugiau nei 100 Be jų medžiagų apykaitos procesai neįmanomi.

Kūnas negali visiškai pasisavinti su maistu tiekiamų baltymų. Daugumą jų sunaikina rūgštinės virškinimo sultys. Baltymai suskaidomi į aminorūgštis. Organizmas „paima“ jam reikalingas aminorūgštis po suskaidymo ir iš jų sukonstruoja reikiamus baltymus. Tokiu atveju kai kurios aminorūgštys gali virsti kitomis. Be transformacijos, jie taip pat gali būti savarankiškai susintetinti organizme.

Tačiau ne visas aminorūgštis gali pasigaminti mūsų organizmas. Tie, kurie nėra susintetinti, vadinami esminiais, nes jų organizmui reikia, o gauti tik iš išorės. Nepakeičiamos aminorūgštys negali būti pakeistos kitomis. Tai metioninas, lizinas, izoleucinas, leucinas, fenilalaninas, treoninas, valinas. Be to, yra ir kitų aminorūgščių, kurios susidaro tik iš būtinojo fenilalanino ir metionino. Todėl mitybos kokybę lemia ne gaunamų baltymų kiekis, o kokybinė jų sudėtis. Pavyzdžiui, bulvėse, baltuosiuose kopūstuose, burokėliuose, kopūstuose, ankštiniuose augaluose ir duonoje yra daug triptofano, lizino ir metionino.

Baltymų apykaitos eiga mūsų organizme priklauso nuo pakankamas kiekis reikalingų baltymų. Kai kurios medžiagos suyra ir virsta kitomis reikalingas organizmui energijos.

Dėl gyvybinės organizmo veiklos nuolat prarandama dalis baltymų. Maždaug 30 g per dieną netenkama dėl iš išorės gaunamų baltyminių medžiagų. Todėl, atsižvelgiant į nuostolius, racione turi būti pakankamas šių medžiagų kiekis, užtikrinantis organizmo funkcionavimą.

Organizmo baltyminių medžiagų suvartojimas priklauso nuo įvairių faktorių: sunkios užduoties atlikimo fizinis darbas arba buvimas ramybėje; emocinė būsena. Suaugusiųjų baltymų paros norma yra ne mažesnė kaip 50 gramų (tai yra maždaug 0,8 gramo vienam kilogramui kūno svorio). Vaikams dėl intensyvaus augimo ir vystymosi baltymų reikia daugiau – iki 1,9 gramo vienam kūno svorio kilogramui.

Tačiau net ir didelis baltymų kiekis, suvartojamas maiste, negarantuoja subalansuoto juose esančių aminorūgščių kiekio. Todėl mityba turėtų būti įvairi, kad organizmas galėtų iš jos išgauti maksimalią naudą skirtingų aminorūgščių pavidalu. Mes nekalbame apie tai, kad jei šiandien valgytame maiste nėra triptofano, tai rytoj susirgsi. Ne, kūnas „gali“ nedideli kiekiai saugoti naudingąsias aminorūgštis ir prireikus jas naudoti. Tačiau kaupiamasis organizmo pajėgumas nėra per didelis, todėl maistinių medžiagų atsargas būtina reguliariai papildyti.

Jei dėl asmeninių įsitikinimų (vegetarizmas) ar sveikatos priežasčių (problemų su virškinamojo trakto Ir dietinis maistas) turite mitybos apribojimą, tuomet reikia pasikonsultuoti su mitybos specialistu, kad pakoreguotų mitybą ir atkurtų baltymų balansą organizme.
Intensyvios sportinės veiklos metu organizmui reikia didelio kiekio baltymų. Specialiai tokiems žmonėms gaminama sportinė mityba. Tačiau baltymų suvartojimas turi atitikti atliekamą fizinį aktyvumą. Šių medžiagų perteklius, priešingai populiariam įsitikinimui, nepadidės raumenų masės.

Baltymų funkcijų įvairovė apima beveik visus organizme vykstančius biocheminius procesus. Jie gali būti vadinami biocheminiais katalizatoriais.
Baltymai sudaro citoskeletą, kuris palaiko ląstelių formą. Be baltymų neįmanoma sėkminga imuninės sistemos veikla.

Puikiai maisto šaltinis baltymai yra mėsa, pienas, žuvis, grūdai, ankštiniai augalai, riešutai. Vaisiuose, uogose ir daržovėse mažiau baltymų.

Pirmasis baltymas, kuris buvo tiriamas siekiant nustatyti jo aminorūgščių seką, buvo insulinas. Už šį pasiekimą gavo F. Sanger Nobelio premija praėjusio amžiaus 60-aisiais. O mokslininkai D. Kendrew ir M. Perutz vienu metu sugebėjo sukurti trimatė struktūra mioglobinas ir hemoglobinas naudojant rentgeno spindulių difrakcijos metodus. Už tai jie taip pat buvo apdovanoti Nobelio premija.

Tyrimo istorija

Per ateinančius 30–40 metų buvo atlikti daugumos aminorūgščių, sudarančių baltymus, tyrimai. 1894 metais vokiečių fiziologas A. Kosselis padarė prielaidą, kad aminorūgštys yra pačios struktūrinės baltymų sudedamosios dalys, kurios viena su kita yra sujungtos peptidiniais ryšiais. Jis bandė ištirti baltymo aminorūgščių seką.
1926 m. galiausiai buvo pripažintas dominuojantis baltymų vaidmuo organizme. Tai atsitiko, kai JAV chemikas D. Sumneris įrodė, kad ureazė (fermentas, be kurio negali vykti daugelis cheminių procesų) yra baltymas.

Išskirti grynus baltymus moksliniams poreikiams tuo metu buvo nepaprastai sunku. Būtent todėl pirmieji eksperimentai buvo atlikti naudojant tuos polipeptidus, kuriuos galima išgryninti didelius kiekius minimaliomis sąnaudomis – tai kraujo baltymai, vištienos baltymai, įvairūs toksinai, virškinimo ar metabolinės kilmės fermentai, išsiskiriantys po galvijų skerdimo. 50-ųjų pabaigoje buvo galima išvalyti galvijų kasos ribonukleazę. Būtent ši medžiaga tapo daugelio mokslininkų eksperimentiniu objektu.

IN šiuolaikinis mokslas baltymų tyrimai tęsėsi kokybiškai nauju lygiu. Yra biochemijos šaka, vadinama proteomika. Dabar proteomikos dėka galima tirti ne tik izoliuotus išgrynintus baltymus, bet ir lygiagrečius, vienu metu vykstančius daugelio skirtingoms ląstelėms ir audiniams priklausančių baltymų modifikacijos pokyčius. Dabar mokslininkai teoriškai gali apskaičiuoti baltymo struktūrą pagal jo aminorūgščių seką. Krioelektroninės mikroskopijos metodai leidžia tirti didelius ir mažus baltymų kompleksus.

Baltymų savybės

Baltymai klasifikuojami pagal jų tirpumo laipsnį, dauguma jų gerai tirpsta vandenyje. Tačiau yra išimčių. Fibroinas (voratinklio ir šilko pagrindas) ir keratinas (žmonių plaukų pagrindas, taip pat gyvūnų vilna ir paukščių plunksnos) yra netirpūs.

Denatūravimas

Kai kuriais atvejais, naudojant amonio druskas, denatūravimas yra grįžtamas. Grįžtamasis denatūravimas naudojamas kaip baltymų gryninimo metodas.

Paprasti ir sudėtingi baltymai

Autorius cheminė prigimtis Yra penkios sudėtingų baltymų klasės:

• Glikoproteinai.
• Chromoproteinai.
• Fosfoproteinai.
• Metaloproteinai.
• Lipoproteinai.

Chromoproteinai yra bendras sudėtingų baltymų, į kuriuos įeina flavoproteinai, chlorofilai, hemoglobinas ir kt., pavadinimas.

Baltymai, vadinami fosfoproteinais, turi fosforo rūgšties likučių. Šiai baltymų grupei priklauso, pavyzdžiui, pieno kazeinas.

Metaloproteinai yra baltymai, kuriuose yra kovalentiškai surištų tam tikrų metalų jonų. Tarp jų yra baltymų, kurie atlieka transportavimo ir saugojimo funkcijas (transferrinas, feritinas).

Kompleksiniai baltymai lipoproteinai turi lipidų likučių. Jų funkcija yra lipidų pernešimas.

Baltymų biosintezė

Genetinis kodas susideda iš kodonų. Kodonas yra genetinės informacijos vienetas, susidedantis iš nukleotidų liekanų. Kiekvienas kodonas yra atsakingas už vienos aminorūgšties sujungimą su baltymu. Bendras jų skaičius – 64. Kai kurias aminorūgštis lemia ne vienas, o keli kodonai.

Baltymų funkcijos organizme

Pažymėtina, kad baltymų klasifikavimas pagal jų funkcijas yra gana savavališkas, nes kai kuriuose gyvuose organizmuose tas pats baltymas gali atlikti kelias skirtingas funkcijas. Baltymai dėl didelio fermentinio aktyvumo atlieka daug funkcijų. Visų pirma, tokie fermentai apima motorinį baltymą mioziną, taip pat baltymų kinazių reguliuojančius baltymus.

Katalizinė funkcija

Daugiau nei 4000 mūsų organizme vykstančių reakcijų reikalauja katalizės. Be fermentų įtakos reakcija vyksta dešimtis ir šimtus kartų lėčiau.
Molekulės, kurios reakcijos metu prisijungia prie fermento ir po to keičiasi, vadinamos substratais. Fermente yra daug aminorūgščių, tačiau ne visos jos sąveikauja su substratu ir tikrai ne visos tiesiogiai dalyvauja katalizės procese. Fermento dalis, prie kurios prisijungia substratas, laikoma aktyvia fermentine vieta.

Struktūrinė funkcija

Apsauginė funkcija

Imuninė apsauga apima baltymų, esančių kraujyje ar kituose biologiniuose skysčiuose, dalyvavimą formuojant organizmo apsauginę reakciją į patogeninių mikroorganizmų ataką ar žalą. Pavyzdžiui, imunoglobulinai neutralizuoja virusus, bakterijas ar svetimus baltymus. Imuninės sistemos gaminami antikūnai prisijungia prie svetimų organizmui medžiagų, vadinamų antigenais, ir jas neutralizuoja. Paprastai antikūnai išskiriami į tarpląstelinę erdvę arba fiksuojami specializuotų plazminių ląstelių membranose.

Fermentai ir substratas nėra pernelyg glaudžiai susiję, kitaip gali sutrikti katalizuojamos reakcijos eiga. Tačiau antigeno ir antikūnų pritvirtinimo stabilumo niekas neriboja.

Cheminė apsauga susideda iš baltymų molekulių surišimo su įvairiais toksinais, tai yra, užtikrina organizmo detoksikaciją. Svarbiausias vaidmuo detoksikuojant mūsų organizmą tenka kepenų fermentams, kurie skaido nuodus arba paverčia juos tirpia forma. Ištirpę toksinai greitai palieka kūną.

Reguliavimo funkcija

Signalo funkcija

Citokinai ir hormonų baltymai atlieka signalizacijos funkciją.
Hormonus perneša kraujas. Kai receptorius prisijungia prie hormono, jis sukelia atsaką ląstelėje. Hormonai reguliuoja medžiagų koncentraciją kraujo ląstelėse, taip pat reguliuoja ląstelių augimą ir dauginimąsi. Tokių baltymų pavyzdys yra gerai žinomas insulinas, reguliuojantis gliukozės koncentraciją kraujyje.

Citokinai yra mažos peptidų pasiuntinių molekulės. Jie veikia kaip skirtingų ląstelių sąveikos reguliatoriai, taip pat lemia šių ląstelių išlikimą, slopina arba skatina jų augimą ir funkcinį aktyvumą. Be citokinų neįmanomas koordinuotas nervų, endokrininės ir imuninės sistemos darbas. Pavyzdžiui, citokinai gali sukelti naviko nekrozę – tai yra slopinti uždegiminių ląstelių augimą ir aktyvumą.

Transporto funkcija

Atsarginė (arba atsarginė) funkcija

Baltymų receptorių funkcija

Variklio (arba judėjimo) funkcija

Baltymai metabolizme

Tos aminorūgštys, kurių organizmas nesintetina, vadinamos nepakeičiamomis, todėl pas mus gali patekti tik iš išorės.

Žmogus amino rūgščių gauna iš maisto baltymų. Baltymai denatūruojami virškinimo metu, veikiant rūgštinėms skrandžio sultims ir fermentams. Kai kurios aminorūgštys, gautos virškinimo proceso metu, yra naudojamos reikalingų baltymų sintezei, o likusios paverčiamos gliukoze gliukoneogenezės proceso metu arba panaudojamos Krebso cikle (tai yra medžiagų apykaitos procesas). suskirstymas).

Baltymų, kaip energijos šaltinio, naudojimas ypač svarbus nepalankiomis sąlygomis, kai organizmas naudoja savo vidinį „avarinį rezervą“ – savo baltymus. Aminorūgštys taip pat yra svarbus azoto šaltinis organizmui.

Vieningi standartai dienos poreikis ne baltymuose. Mikroflora gyvena storoji žarna, taip pat sintetina aminorūgštis, ir į jas negalima atsižvelgti rengiant baltymų standartus.

Baltymų atsargos viduje žmogaus kūnas yra minimalūs, o naujus baltymus galima sintetinti tik iš irstančių baltymų, gaunamų iš organizmo audinių, ir iš aminorūgščių, gaunamų su maistu. Baltymai nėra sintetinami iš tų medžiagų, kurios yra riebalų ir angliavandenių dalis.

Baltymų trūkumas
Baltymų trūkumas maiste sukelia didelį vaikų augimo ir vystymosi sulėtėjimą. Suaugusiesiems baltymų trūkumas yra pavojingas dėl didelių pokyčių kepenyse, hormonų lygio pokyčių ir liaukų veiklos sutrikimo. vidinė sekrecija, pablogėjęs maistinių medžiagų įsisavinimas, pablogėjusi atmintis ir darbingumas bei širdies problemos. Visa tai neigiami reiškiniai yra susiję su tuo, kad baltymai dalyvauja beveik visuose žmogaus organizmo procesuose.

Praėjusio amžiaus aštuntajame dešimtmetyje buvo užregistruoti žmonių mirtini atvejai ilgą laiką laikantis nekaloringos dietos su dideliu baltymų trūkumu. Paprastai tiesioginė mirties priežastis yra šiuo atveju buvo negrįžtami širdies raumens pokyčiai.

Baltymų trūkumas sumažina imuniteto atsparumą infekcijoms, nes mažėja antikūnų susidarymo lygis. Interferono ir lizocimo (apsauginių veiksnių) sintezės pažeidimas sukelia uždegiminių procesų paūmėjimą. Be to, baltymų trūkumą dažnai lydi vitaminų trūkumas, o tai savo ruožtu taip pat sukelia neigiamų pasekmių.

Trūkumas neturi geriausio poveikio fermentų gamybai ir svarbių maistinių medžiagų įsisavinimui. Nereikia pamiršti, kad hormonai yra baltymų dariniai, todėl baltymų trūkumas gali sukelti rimtų hormoninių sutrikimų.

Bet kokia fizinė veikla kenkia raumenų ląstelėms, o kuo didesnis krūvis, tuo labiau kenčia raumenys. Norėdami atkurti pažeistas raumenų ląsteles, jums reikia didelio kiekio aukštos kokybės baltymų. Priešingai populiariems įsitikinimams, fizinis aktyvumas naudingas tik tada, kai su maistu organizmas aprūpinamas pakankamu kiekiu baltymų. Dėl intensyvaus fizinis aktyvumas Baltymų suvartojimas turėtų siekti 1,5–2 gramus vienam svorio kilogramui.

Baltymų perteklius

Bet jei žmogus nesportuoja ir suvartoja daugiau nei 1,75 gramo baltymų vienam svorio kilogramui, tai kepenyse kaupiasi baltymų perteklius, kuris virsta azoto junginiais ir gliukoze. Azoto junginys (karbamidas) turi būti pašalintas iš organizmo per inkstus.

Be to, kai yra baltymų perteklius,. rūgštinė reakcija organizme, dėl ko dėl pokyčių netenkama kalcio gėrimo režimas. Be to mėsos maistas, daug baltymų, dažnai turi purinų, kurių dalis nusėda sąnariuose metabolizmo metu ir sukelia podagros vystymąsi. Reikėtų pažymėti, kad sutrikimai, susiję su baltymų pertekliumi, yra daug rečiau nei sutrikimai, susiję su baltymų trūkumu.

Pakankamas baltymų kiekis maiste nustatomas pagal azoto balanso būklę. Organizmas nuolat sintetina naujus baltymus ir išskiria galutinius baltymų apykaitos produktus. Baltymuose yra azoto, kurio nėra nei riebaluose, nei angliavandeniuose. Ir jei azotas nusėda organizme kaip rezervas, jis yra tik baltymų sudėtyje. Baltymų skaidymo metu jis turi būti pašalintas kartu su šlapimu. Kad organizmas funkcionuotų reikiamu lygiu, būtina papildyti pašalintą azotą. Azoto balansas reiškia, kad suvartojamo azoto kiekis sutampa su iš organizmo išsiskiriančiu kiekiu.

Baltymų mityba

Šie produktai yra kokybiškas baltymų šaltinis, tačiau reikia atminti, kad juose yra daug riebalų, todėl nepatartina jų per daug vartoti savo mityboje. Be to didelis kiekis baltymų, riebalų perteklius taip pat pateks į organizmą.

Pageidautinas maistas, kuriame gausu baltymų: sojos sūriai, neriebūs sūriai, liesa veršiena, kiaušinių baltymai, neriebi varškė, šviežia žuvis ir jūros gėrybės, jauna ėriena, vištiena, balta mėsa.
Mažiau pageidautina vartoti tokius produktus kaip: pienas ir jogurtai su pridėtu cukrumi, raudona mėsa (nugarinė), tamsi vištienos ir kalakutienos mėsa, liesos gabalėliai, naminis varškės sūris, perdirbta mėsa lašinių pavidalu, saliamis, kumpis.

Kiaušinio baltymas yra grynas baltymas ir jame nėra riebalų. Liesoje mėsoje yra apie 50% kilokalorijų, gaunamų iš baltymų; krakmolo turinčiuose produktuose – 15 %; liesame piene – 40 %; daržovėse – 30 proc.

Pagrindinė taisyklė renkantis baltyminę dietą yra tokia: daugiau baltymų vienam kalorijų vienetui ir didelis baltymų virškinamumo koeficientas. Geriausia valgyti maistą, kuriame yra mažai riebalų ir daug baltymų. Kalorijų informaciją galima rasti ant bet kurio produkto pakuotės. Apibendrintus duomenis apie baltymų ir riebalų kiekį tuose produktuose, kurių kalorijų kiekį sunku apskaičiuoti, galima rasti specialiose lentelėse.

Termiškai apdoroti baltymai yra lengviau virškinami, nes jie tampa lengvai prieinami virškinimo trakto fermentams. Tačiau terminis apdorojimas gali sumažinti baltymų biologinę vertę dėl to, kad kai kurios aminorūgštys sunaikinamos.

Baltymų ir riebalų kiekis kai kuriuose maisto produktai

Baltymų apykaita

Maisto įsisavinimui organizmas gali išleisti apie 15% visų suvartojamų kalorijų.
Maistas, kuriame yra daug baltymų, prisideda prie padidėjusios šilumos gamybos metabolizmo metu. Kūno temperatūra šiek tiek pakyla, o tai lemia papildomas energijos sąnaudas termogenezės procesui.

Baltymai ne visada naudojami kaip energijos šaltinis. Taip yra dėl to, kad juos naudoti kaip energijos šaltinį organizmui gali būti nenaudinga, nes iš tam tikro kiekio riebalų ir angliavandenių galima gauti daug daugiau kalorijų ir daug efektyviau nei iš panašaus kiekio baltymų. Be to, retai kada būna baltymų perteklius organizme, o jei ir yra, tai didžioji dalis baltymų pertekliaus panaudojama plastikinėms funkcijoms atlikti.

Tuo atveju, kai dietoje trūksta energijos šaltinių riebalų ir angliavandenių pavidalu, organizmas pradeda naudoti susikaupusius riebalus.

Pakankamas baltymų kiekis maiste padeda suaktyvinti ir normalizuoti lėtą medžiagų apykaitą nutukusiems žmonėms, taip pat padeda palaikyti raumenų masę.

Jei baltymų nepakanka, organizmas pereina prie raumenų baltymų vartojimo. Taip nutinka todėl, kad raumenys nėra tokie svarbūs organizmo funkcionavimui palaikyti. Dauguma kalorijų sudeginamos raumenų skaidulose, o sumažėjus raumenų masei sumažėja organizmo energijos sąnaudos.

Labai dažnai žmonės, besilaikantys įvairių dietų, norėdami numesti svorio, renkasi dietą, kurios metu su maistu į organizmą patenka labai mažai baltymų. Paprastai tai yra daržovių ar vaisių dietos. Išskyrus žalą, tokia dieta nieko neatneš. Slopinamas organų ir sistemų funkcionavimas, kai trūksta baltymų, o tai sukelia įvairūs sutrikimai ir ligos. Kiekviena dieta turi būti vertinama atsižvelgiant į organizmo baltymų poreikį.

Tokiems procesams kaip baltymų asimiliacija ir jų panaudojimas energijos poreikiams, taip pat baltymų apykaitos produktų pašalinimas reikalauja daugiau skysčio. Kad išvengtumėte dehidratacijos, per dieną turėtumėte išgerti apie 2 litrus vandens.