ÁÅËÊÈ
1. Ñâîéñòâà àìèíîêèñëîò
Îñîáî âàæíîå ìåñòî ñðåäè íèçêîìîëåêóëÿðíûõ
ïðèðîäíûõ îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé ïðèíàäëåæèò
àìèíîêèñëîòàì. Îíè ÿâëÿþòñÿ ïðîèçâîäíûìè
êàðáîíîâûõ êèñëîò, ãäå îäèí èç àòîìîâ âîäîðîäà â
óãëåâîäîðîäíîì ðàäèêàëå êèñëîòû çàìåùåí íà
àìèíîãðóïïó, ðàñïîëàãàþùóþñÿ, êàê ïðàâèëî, ïî
ñîñåäñòâó ñ êàðáîêñèëüíîé ãðóïïîé. Ìíîãèå
àìèíîêèñëîòû ÿâëÿþòñÿ ïðåäøåñòâåííèêàìè
áèîëîãè÷åñêè àêòèâíûõ ñîåäèíåíèé: ãîðìîíîâ,
âèòàìèíîâ, àëêàëîèäîâ, àíòèáèîòèêîâ è äð.
Ïîäàâëÿþùåå áîëüøèíñòâî àìèíîêèñëîò
ñóùåñòâóåò â îðãàíèçìàõ â ñâîáîäíîì âèäå. Íî
íåñêîëüêî äåñÿòêîâ èç íèõ íàõîäÿòñÿ â
ïðåèìóùåñòâåííî ñâÿçàííîì ñîñòîÿíèè, ò.å. â
ñîåäèíåíèè ñ äðóãèìè îðãàíè÷åñêèìè âåùåñòâàìè:
b-àëàíèí, íàïðèìåð, âõîäèò â ñîñòàâ ðÿäà
áèîëîãè÷åñêè àêòèâíûõ ñîåäèíåíèé, à ìíîãèå
a-àìèíîêèñëîòû — â ñîñòàâ áåëêîâ. Òàêèõ
a-àìèíîêèñëîò íàñ÷èòûâàåòñÿ 18.  ñîñòàâ áåëêîâ
òàêæå âõîäÿò äâà àìèäà àìèíîêèñëîò — àñïàðàãèí è
ãëóòàìèí. Ýòè àìèíîêèñëîòû ïîëó÷èëè íàçâàíèå
áåëêîâûõ èëè ïðîòåèíîãåííûõ. Èìåííî îíè
ñîñòàâëÿþò âàæíåéøóþ ãðóïïó ïðèðîäíûõ
àìèíîêèñëîò, òàê êàê òîëüêî èì ïðèñóùå îäíî
çàìå÷àòåëüíîå ñâîéñòâî — ñïîñîáíîñòü ïðè
ó÷àñòèè ôåðìåíòîâ ïðèñîåäèíÿòüñÿ ïî àìèííûì è
êàðáîêñèëüíûì ãðóïïàì è îáðàçîâûâàòü
ïîëèïåïòèäíûå öåïè.
Èñêóññòâåííî ñèíòåçèðîâàííûå w-àìèíîêèñëîòû
ñëóæàò ñûðüåì äëÿ ïðîèçâîäñòâà õèìè÷åñêèõ
âîëîêîí.
2. Ñâîéñòâà áåëêîâ
Îñîáåííî õàðàêòåðåí äëÿ áåëêîâ 15-18 % óðîâåíü
ñîäåðæàíèÿ àçîòà. Íà çàðå áåëêîâîé õèìèè, êîãäà
íå óìåëè åùå îïðåäåëÿòü íè ìîëåêóëÿðíóþ ìàññó
áåëêîâ, íè èõ õèìè÷åñêèé ñîñòàâ, íè òåì áîëåå
ñòðóêòóðó áåëêîâîé ìîëåêóëû, ýòîò ïîêàçàòåëü
èãðàë áîëüøóþ ðîëü ïðè ðåøåíèè âîïðîñà î
ïðèíàäëåæíîñòè âûñîêîìîëåêóëÿðíîãî âåùåñòâà ê
êëàññó áåëêîâ. Åñòåñòâåííî, ÷òî ñåé÷àñ äàííûå îá
ýëåìåíòàðíîì ñîñòàâå áåëêîâ óòðàòèëè ñâîå áûëîå
çíà÷åíèå äëÿ èõ õàðàêòåðèñòèêè.
Áåëêè âñòóïàþò âî âçàèìîäåéñòâèå ñ ñàìûìè
ðàçëè÷íûìè âåùåñòâàìè. Îáúåäèíÿÿñü äðóã ñ äðóãîì
èëè íóêëåèíîâûìè êèñëîòàìè, ïîëèñàõàðèäàìè è
ëèïèäàìè, îíè îáðàçóþò ðèáîñîìû, ìèòîõîíäðèè,
ëèçîñîìû, ìåìáðàíû ýíäîïëàçìàòè÷åñêîé ñåòè è
äðóãèå ñóáêëåòî÷íûå ñòðóêòóðû, â êîòîðûõ
áëàãîäàðÿ ïðîñòðàíñòâåííîé îðãàíèçàöèè áåëêîâ è
ñâîéñòâåííîé ðÿäó èç íèõ ôåðìåíòàòèâíîé
àêòèâíîñòè îñóùåñòâëÿþòñÿ ìíîãîîáðàçíûå
ïðîöåññû îáìåíà âåùåñòâ. Ïîýòîìó èìåííî áåëêè
èãðàþò âûäàþùóþñÿ ðîëü â ÿâëåíèÿõ æèçíè. Ïî ñâîåé
õèìè÷åñêîé ïðèðîäå áåëêè ÿâëÿþòñÿ
ãåòåðîïîëèìåðàìè ïðîòåèíîãåííûõ àìèíîêèñëîò. Èõ
ìîëåêóëû èìåþò âèä äëèííûõ öåïåé, êîòîðûå
ñîñòîÿò èç àìèíîêèñëîò, ñîåäèíåííûõ ïåïòèäíûìè
ñâÿçÿìè.
 ñàìûõ ìàëåíüêèõ ïîëèïåïòèäíûõ öåïÿõ áåëêîâ
ñîäåðæèòñÿ îêîëî 50 àìèíîêèñëîòíûõ îñòàòêîâ. Â
ñàìûõ áîëüøèõ — îêîëî 1500.
 íàñòîÿùåå âðåìÿ ïåðâè÷íàÿ ñòðóêòóðà áåëêà
âûÿâëåíà ïðèìåðíî ó 2 òûñÿ÷ áåëêîâ. Ó èíñóëèíà,
ðèáîíóêëåàçû, ëèçîöèìà è ãîðìîíà ðîñòà îíà
ïîäòâåðæäåíà ïóòåì õèìè÷åñêîãî ñèíòåçà.
Áåëêè ñîñòàâëÿþò âàæíåéøóþ ÷àñòü ïèùè
÷åëîâåêà.  íàøå âðåìÿ 10-15 % íàñåëåíèÿ Çåìëè
ãîëîäàþò, à 40 % ïîëó÷àþò íåïîëíîöåííóþ ïèùó ñ
íåäîñòàòî÷íûì ñîäåðæàíèåì áåëêà. Ïîýòîìó
÷åëîâå÷åñòâî âûíóæäåíî èíäóñòðèàëüíûì ïóòåì
ïðîèçâîäèòü áåëîê — íàèáîëåå äåôèöèòíûé ïðîäóêò
íà Çåìëå.  êà÷åñòâå çàìåíèòåëÿ áåëêà
ïåðñïåêòèâíî òàêæå ïðîìûøëåííîå ïðîèçâîäñòâî
íåçàìåíèìûõ àìèíîêèñëîò.
3. Áåëêîâûé îáìåí
Ó æèâîòíûõ è ÷åëîâåêà áåëêîâûé îáìåí ñëàãàåòñÿ
èç òðåõ îñíîâíûõ ýòàïîâ: 1) ãèäðîëèòè÷åñêîãî
ðàñïàäà àçîòîñîäåðæàùèõ âåùåñòâ â
æåëóäî÷íî-êèøå÷íîì òðàêòå è âñàñûâàíèå
îáðàçîâàâøèõñÿ ïðîäóêòîâ; 2) ïðåâðàùåíèå ýòèõ
ïðîäóêòîâ â òêàíÿõ, ïðèâîäÿùåå ê îáðàçîâàíèþ
áåëêîâ è àìèíîêèñëîò; 3) âûäåëåíèå êîíå÷íûõ
ïðîäóêòîâ áåëêîâîãî îáìåíà èç îðãàíèçìà.
Âî âçðîñëîì îðãàíèçìå â íîðìå êîëè÷åñòâî
ñèíòåçèðóåìîãî áåëêà ðàâíî ñóììàðíîìó
êîëè÷åñòâó ðàñïàäàþùèõñÿ òêàíåâûõ è ïèùåâûõ
áåëêîâ (â ñóòêè, ò.å. àçîòèñòûé áàëàíñ áëèçîê ê
íóëþ). Òàêîå ñîñòîÿíèå íàçûâàåòñÿ áåëêîâûì
ðàâíîâåñèåì. Áåëêîâîå ðàâíîâåñèå ÿâëÿåòñÿ
äèíàìè÷åñêèì, òàê êàê â îðãàíèçìå ïðàêòè÷åñêè íå
ñîçäàåòñÿ çàïàñà áåëêîâ, è ðàâíîâåñèå ìîæåò
óñòàíàâëèâàòüñÿ ïðè ðàçëè÷íûõ êîëè÷åñòâàõ
ïîòðåáëÿåìîãî áåëêà (â îïðåäåëåííûõ ïðåäåëàõ). Â
ïåðèîä ðîñòà èëè âîññòàíîâëåíèÿ ñèë ïîñëå
áîëåçíè (áåëêîâîãî ãîëîäàíèÿ) â îðãàíèçìå
íàáëþäàåòñÿ èíòåíñèâíàÿ çàäåðæêà àçîòà,
àçîòèñòûé áàëàíñ ñòàíîâèòñÿ ïîëîæèòåëüíûì.
Îñíîâíûå ïðîöåññû, ñâÿçàííûå ñ áåëêîâûì îáìåíîì,
— äåçàìèíèðîâàíèå àìèíîêñëîò,
âçàèìîïðåâðàùåíèå àìèíîêèñëîò, ïðîòåêàþùåå ñ
ïåðåíîñîì àìèíîãðóïï (ïåðåàìèíèðîâàíèå),
àìèíèðîâàíèå êåòîêèñëîò, ðàñïàä áåëêà íà
àìèíîêèñëîòû è íîâîîáðàçîâàíèÿ áåëêîâ îðãàíîâ è
òêàíåé, â òîì ÷èñëå áåëêîâ ôåðìåíòîâ.
|
