Белки гормоны являются биологическими катализаторами

Белковые гормоны: описание, свойства, функции и строение

Гормоны — мельчайшие элементы, вырабатываемые нашим организмом. Однако без них невозможно ни существование человека, ни прочих живых систем. В статье мы приглашаем вас познакомиться с одной их разновидностью — белковыми гормонами. Приведем особенности, функции и описание данных элементов.

Что такое гормоны?

Начнем с ключевого понятия. Слово произошло от греч. ὁρμάω — «возбуждаю». Это органические биологически активные вещества, которые вырабатываются собственными железами внутренней секреции организма. Поступая в кровь, связываясь с рецепторами определенных клеток, они регулируют физиологические процессы, обмен веществ.

Белковые гормоны (как и все иные) — это гуморальные (переносимые в крови) регуляторы конкретных процессов, происходящих в органах и их системах.

Самое широкое определение: химические сигнальные вещества, вырабатываемые одними клетками организма для влияния на другие части тела. Гормоны синтезируются и позвоночными, к которым мы с вами относимся (специальными эндокринными железами), и животными, что лишены традиционной кровеносной системы, и даже растениями.

Главные функции гормонов

Эти регуляторы, к которым относятся белковые гормоны, призваны осуществлять в организме целый ряд функций:

  • Стимуляция или подавление роста.
  • Смена настроения.
  • Стимуляция или подавления апоптоза — гибели старых клеток в организме.
  • Стимуляция и подавление функций защитной системы организма — иммунитета.
  • Регуляция метаболизма — обмена веществ.
  • Подготовка организма к активным действиям, физическим нагрузкам — от бега до борьбы и спаривания.
  • Подготовка живой системы к важному периоду развития или функционирования — половому созреванию, беременности, родам, угасанию.
  • Контроль репродуктивного цикла.
  • Регуляция чувства насыщения и чувства голода.
  • Вызов полового влечения.
  • Стимуляция выработки других гормонов.
  • Самая важная задача — это поддержание гомеостаза организма. То есть, постоянства его внутренней среды.

Разновидности гормонов

Раз мы выделяем белковые гормоны, значит, существует определенная градация этих биологически активных веществ. По классификации их разделяют на следующие группы, отличающиеся своим особым строением:

  • Стероиды. Это химические полициклические элементы, имеющие липидную (жировую) природу. В основе структуры — стерановое ядро. Именно оно ответственно за единство их полиморфного класса. Даже малейшие различия стерановой основы будут обуславливать различия свойств гормонов данной группы.
  • Производные жирных кислот. Эти соединения отличает высокая нестабильность. Оказывают местное воздействие на расположенные по соседству клетки. Второе название — эйкозаноиды. Разделяются на тромбоксаны, простагландины и лейкотриены.
  • Производные аминокислот. В частности, это все же производные элемента тирозина — адреналин, тироксин, норадреналин. Синтезируются (образуются, вырабатываются) щитовидной железой, надпочечниками.
  • Гормоны белковой природы. Сюда входят и белковые, и пептидные, оттого второе название — белково-пептидные. Это гормоны, что вырабатывает поджелудочная железа, а также гипофиз и гипоталамус. Среди них важно выделить инсулин, гормон роста, кортикотропин, глюкагон. С некоторыми из гормонов белково-пептидной природы мы познакомимся подробнее на протяжении статьи.

Белковая группа

Отличается среди всех перечисленных своей разнообразностью. Вот основные гормоны, ее «населяющие»:

  • Гипоталамусовые рилизинг-факторы.
  • Тропные гормоны, вырабатывающиеся аденогипофизом.
  • Регуляторные вещества, выделяемые эндокринной тканью поджелудочной железы, — глюкагон и инсулин. Последний отвечает за должный уровень глюкозы (сахара) в крови, регулирует ее поступление в клетки мускулатуры и печени, где вещество обращается в гликоген. Если инсулин не вырабатывается или выделяется организмом недостаточно, у человека развивается сахарный диабет. Глюкагон и адреналин схожи по своему действию. Они, напротив, повышают содержание сахара в кровяной массе, способствуя распаду гликогена в печени — при этом процессе и образуется глюкоза.
  • Гормон роста. Соматотропин ответственен и за рост скелета, и за увеличение массы тела живого существа. Его недостаток приводит к аномалии — карликовости, избыток — к гигантизму, акромегалии (непропорционально большим рукам, ступням, голове).

Синтез в гипофизе

Данный орган вырабатывает большую часть белково-пептидных гормонов:

  • Гонадотропный гормон. Стимулирует процессы в организме, связанные с размножением. Ответственен за образование половых гормонов в половых железах.
  • Соматомедин. Гормон роста.
  • Пролактин. Гормон белкового обмена, ответственен за функциональность молочных желез, а также за выработку ими казеина (белка молока).
  • Полипептидные низкомолекулярные гормоны. Эти соединения влияют уже не на дифференцировку клеток, а на определенные физиологические процессы организма. Например, вазопрессин и окситоцин регулируют артериальное давление, «следят» за работой сердца.

Синтез в поджелудочной железе

В данном органе происходит синтез белковых гормонов, контролирующих углеводный обмен в организме. Это уже упомянутые нами инсулин и глюкагон. Сама по себе данная железа — экзокринная. Она также вырабатывает ряд пищеварительных ферментов, которые затем поступают в двенадцатиперстную кишку.

Всего лишь 1 % ее клеток будет находиться в составе так называемых островков Лангерганса. К ним относятся две особые разновидности частиц, которые функционируют, как эндокринные железы. Именно они и вырабатывают альфа-клетки (глюкагон) и бета-клетки (инсулин).

Кстати, современные ученые уже отмечают, что действие инсулина не ограничивается стимуляцией обращения глюкозы в гликоген в клетках печени. Этот же гормон ответственен за некоторые процессы пролиферации и дифференцировки во всех клетках.

Синтез в почках

В данном органе вырабатывается только один вид — эритропоэтин. Функции белковых гормонов данной группы — регуляция дифференцировки эритроцитов в селезенке и костном мозге.

Что касается синтеза самой белковой группы, то это достаточно сложный процесс. В нем задействована нервная центральная система — она действует через рилизинг-факторы.

Еще в тридцатые годы прошлого века советским исследователем Завадовским М. М. была открыта система, которую он назвал «плюс-минус-взаимодействие». Хорош пример данного закона регуляции на основе синтеза тироксина в щитовидке и синтеза в гипофизе тиреотропного гормона. Что мы видим здесь? Плюс-действие в том, что тиреотропный гормон будет стимулировать выработку щитовидной железой тироксина. А каково же минус-действие? Тироксин, в свою очередь, подавляет выработку гипофизом тиреотропного гормона.

В результате регуляции «плюс-минус-взаимодействие» мы отмечаем поддержание в крови постоянного обмена тироксина. При его недостатке деятельность щитовидки будет стимулироваться, а при избытке — подавляться.

Действие белковой группы

Давайте проследим теперь за действием белковых гормонов:

  1. Сами по себе они не проникают в клетку-мишень. Элементы находят на ее поверхности специальные белковые рецепторы.
  2. Последние «узнают» гормон и определенным образом связываются с ним.
  3. Связка будет, в свою очередь, активировать фермент, находящийся на внутренней стороны мембраны клетки. Его название — аденилатциклаза.
  4. Данный фермент начинаем превращать АТФ в циклическую АМФ (цАМФ). В иных случаях подобным образом из ГТФ получается цГМФ.
  5. цГМФ или цАМФ далее проследует в клеточное ядро. Там она будет активировать особые ядерные ферменты, фосфорилирующие белки — негистоновые и гистоновые.
  6. Итог — активация определенного набора генов. Например, в половых клетках начинают работать те, что ответственны за выработку стероидов.
  7. Последний этап всего описанного алгоритма — соответствующая дифференцировка.

Инсулин

Инсулин — белковый гормон, известный практически каждому человеку. И не случайно — он самый изученный на сегодня.

Ответственен за многогранное влияние на обмен веществ практически во всех тканях организма. Однако главное его предназначение — регуляция концентрации глюкозы в крови:

  • Увеличивает проницаемость плазматической клеточной массы для глюкозы.
  • Активирует ключевые фазы, ферменты гликолиза — процесса окисления глюкозы.
  • Стимулирует образование из глюкозы гликогена в специальных клетках мышц и печени.
  • Усиливает синтез белков и жиров.
  • Подавляет активную деятельность ферментов, расщепляющих жиры и белки. Иными словами, обладает и анаболическим, и антикатаболическим эффектом.

Абсолютная недостаточность инсулина приводит к развитию сахарного диабета первого типа, относительная недостаточность — к развитию диабета второго типа.

Молекулу инсулина образуют две полипептидные цепи, имеющие 51 аминокислотный осадок: А — 21, В — 30. Их соединяют два дисульфидных мостика через цистеиновые остатки. Третья дисульфидная связь располагается в А-цепи.

Инсулин человека отличается от инсулина свиньи всего одним аминокислотным остатком, от бычьего — тремя.

Гормон роста

Соматотропин, СТГ, соматотропный гормон — это все его названия. Гормон роста вырабатывается передней долей гипофиза. Его относят к полипептидным гормонам — также в этой группе пролактин и лактоген плацентарный.

Основное действие следующее:

  • У детей, подростков, молодых людей — ускорение линейного роста за счет удлинения трубчатых длинных костей конечностей.
  • Мощное антикатаболическое и анаболическое действие.
  • Усиление синтеза белка и торможение его распада.
  • Способствуют уменьшению отложений подкожных запасов жира.
  • Усиливает сгорание жира, стремится выровнять соотношение мышечной и жировой массы.
  • Повышает уровень глюкозы в крови, выступая антагонистом инсулина.
  • Участвует в углеводном обмене.
  • Воздействие на островковые участки поджелудочной железы.
  • Стимуляция поглощения костной тканью кальция.
  • Иммуностимуляция.

Кортикогормон

Другие названия — адренокортикотропный гормон, кортикотропин, кортикотропный гормон и проч. Состоит из 39-ти аминокислотных остатков. Вырабатывается базофильными клетками передней части гипофиза.

  • Контроль за синтезом и секрецией гормонов коры надпочечников, пучковой области. Его мишени — кортизон, кортизол, кортикостерон.
  • Попутно стимулирует образование эстрогенов, андрогенов, прогестерона.

Белковая группа — одна из важных в семействе гормонов. Является самой разнообразной по функциям, областям синтеза.

источник

Белки гормоны являются биологическими катализаторами

Многообразие функций белков

Чем объясняется многообразие функций белков?

Многообразие функций белков объясняется многообразием их строения. Как известно, в состав белков может входить 20 видов аминокислот. Но различное сочетание аминокислотных остатков в молекуле полипептида (число их наименований и последовательность) обеспечивает огромное разнообразие белков. Кроме того, белки могут иметь пространственную структуру молекулы. Все это способствует тому, что белки выполняют множество функций.

Функции белков

Какие функции белков вам известны?

1. Строительная (пластическая) функция. Белки являются структурным компонентом биологических мембран и органоидов клетки, а также входят в состав опорных структур организма, волос, ногтей, сосудов.

2. Ферментативная функция. Белки служат ферментами, т. е. биологическими катализаторами, ускоряющими скорость биохимических реакций в десятки и сотни миллионов раз. Примером может служить амилаза, расщепляющая крахмал до моносахаридов.

3. Сократительная (двигательная) функция. Ее выполняют особые сократительные белки, обеспечивающие движение клеток и внутриклеточных структур. Благодаря им перемещаются хромосомы при делении клетки, а жгутики и реснички приводят в движение клетки простейших. Сократительные свойства белков актина и миозина лежат в основе работы мышц.

4. Транспортная функция. Белки участвуют в транспорте молекул и ионов в пределах организма (гемоглобин переносит кислород из легких к органам и тканям, альбумин сыворотки крови участвует в транспорте жирных кислот).

5. Защитная функция. Она заключается в предохранении организма от повреждений и вторжения чужеродных белков и бактерий. Белки-антитела, вырабатываемые лимфоцитами, создают защиту организма от чужеродной инфекции, тромбин и фибрин участвуют в образовании тромба, тем самым помогая организму избежать больших потерь крови.

6. Регуляторная функция. Ее выполняют белки-гормоны. Они участвуют в регуляции активности клетки и всех жизненных процессов организма. Так, инсулин регулирует уровень сахара в крови и поддерживает его на определенном уровне.

7. Сигнальная функция. Белки, встроенные в мембрану клетки, способны менять свою структуру в ответ на раздражение. Тем самым передаются сигналы из внешней среды внутрь клетки.

8. Энергетическая функция. Она реализуется белками крайне редко. При полном расщеплении 1 г белка способно выделиться 17,6 кДж энергии. Однако белки для организма — очень ценное соединение. Поэтому расщепление белка происходит обычно до аминокислот, из которых строятся новые полипептидные цепочки.

Роль белков-гормонов

Какую роль играют белки-гормоны?

Белки-гормоны регулируют активность клетки и всех жизненных процессов организма. Так, в организме человека соматотропин участвует в регуляции роста тела, инсулин поддерживает на постоянном уровне содержание глюкозы в крови.

Функция белков-ферментов

Какую функцию выполняют белки-ферменты?

Ферменты являются биологическими катализаторами, т. е. ускорителями химических реакций в сотни миллионов раз. Ферменты обладают строгой специфичностью по отношению к веществу, вступающему в реакцию. Каждая реакция катализируется своим ферментом.

Энергетическая функция белков

Почему белки редко используются в качестве источника энергии?

Мономеры белков аминокислоты — ценное сырье для построения новых белковых молекул. Поэтому полное расщепление полипептидов до неорганических веществ происходит редко. Следовательно, энергетическая функция, заключающаяся в выделении энергии при полном расщеплении, выполняется белками довольно редко.

Строение нуклеотида

Какое строение имеет нуклеотид?

Нуклеотид включает в себя три компонента: азотистое основание, углевод, которым является пятиуглеродный сахар (дезоксирибоза или рибоза), и остаток фосфорной кислоты. Азотистых оснований четыре: у ДНК это аденин, гуанин, цитозин, тимин. У РНК — те же, но вместо тимина — урацил.

Строение молекулы ДНК

Какое строение имеет молекула ДНК?

ДНК представляет собой полинуклеотид — полимер, мономерами которого служат нуклеотиды. Молекула ДНК состоит из двух полинуклеотид ных цепей, соединенных водородными связями. Водородные связи образуются между соответствующими парами азотистых оснований (между аденином и тимином — две, а между цитозином и гуанином — три водородные связи). Таким образом, по структуре ДНК напоминает веревочную лестницу, спирально закрученные перекладины которой образованы парами азотистых оснований. Такую структуру, свойственную только молекулам ДНК, называют двойной спиралью.

Принцип комплементарности

В чем заключается принцип комплементарности?

Пары азотистых оснований аденин — тимин и гуанин — цитозин строго соответствуют друг другу и называются дополнительными или комплементарными (от лат. complementum — дополнение) друг другу. Между аденином одной полинуклеотидной цепи и тимином другой возникают две водородные связи, а между цитозином и гуанином — три. Согласно принципу комплементарности, число гуаниловых равно числу цитидиловых, а число адениловых — числу тимидиловых оснований.

ДНК и РНК

Что общего и какие различия в строении молекул ДНК и РНК?

Общее в нуклеиновых кислотах то, что их молекулы являются полинуклеотидами. Различий между ДНК и РНК несколько. Вот самые главные из них: 1) молекула ДНК двуцепочечная, а молекула РНК — одноцепочечная и меньших размеров; 2) нуклеотид ДНК включает углевод дезоксирибозу, а в нуклеотиде РНК в качестве пятиуглеродного сахара присутствует рибоза; 3) у молекулы РНК вместо азотистого основания тимина находится урацил.

Типы молекул РНК

Какие типы молекул РНК вам известны? Каковы их функции?

Типы молекул РНК:
1) рибосомные РНК (рРНК). Они входят в состав рибосом и участвуют в формировании активного центра рибосомы, где осуществляется синтез белка;
2) транспортные РНК (тРНК). Они транспортируют аминокислоты к месту сборки белковой молекулы;
3) информационные, или матричные РНК (иРНК). Они копируют информацию о структуре белка с ДНК, расположенной в ядре, и переносят ее к рибосомам, где эта информация реализуется в полипептид.

источник

1.5. Функции белков

Вопрос 1. Чем объясняется многообразие функций белков?

Многообразие функций белков объясня­ется многообразием их строения. Как из­вестно, в состав белков может входить 20 видов аминокислот. Но различное со­четание аминокислотных остатков в моле­куле полипептида (число их наименова­ний и последовательность) обеспечивает огромное разнообразие белков. Кроме то­го, белки могут иметь пространственную структуру молекулы. Все это способствует тому, что белки выполняют множество функций.

Вопрос 2. Какие функции белков вам изве­стны?

Строительная (пластическая) функция. Белки являются структурным компонентом биологических мембран и органоидов клетки, а также входят в со­став опорных структур организма, волос, ногтей, сосудов.
Ферментативная функция. Бел­ки служат ферментами, т. е. биологи­ческими катализаторами, ускоряющими скорость биохимических реакций в десят­ки и сотни миллионов раз. Примером может служить амилаза, расщепляющая крахмал до моносахаридов.
Сократительная (двигатель­ная) функция. Ее выполняют особые сократительные белки, обеспечивающие движение клеток и внутриклеточных структур. Благодаря им перемещаются хромосомы при делении клетки, а жгути­ки и реснички приводят в движение клет­ки простейших. Сократительные свойства белков актина и миозина лежат в основе работы мышц.
Транспортная функция. Белки участвуют в транспорте молекул и ионов в пределах организма (гемоглобин перено­сит кислород из легких к органам и тка­ням, альбумин сыворотки крови участву­ет в транспорте жирных кислот).
Защитная функция. Она заключа­ется в предохранении организма от по­вреждений и вторжения чужеродных бел­ков и бактерий. Белки-антитела, выра­батываемые лимфоцитами, создают защи­ту организма от чужеродной инфекции, тромбин и фибрин участвуют в образова­нии тромба, тем самым помогая организ­му избежать больших потерь крови.
Регуляторная функция. Ее вы­полняют белки-гормоны. Они участвуют в регуляции активности клетки и всех жизненных процессов организма. Так, инсулин регулирует уровень сахара в кро­ви и поддерживает его на определенном уровне.
Сигнальная функция. Белки, встроенные в мембрану клетки, способны менять свою структуру в ответ на раздра­жение. Тем самым передаются сигналы из внешней среды внутрь клетки.
Энергетическая функция. Она ре­ализуется белками крайне редко. При пол­ном расщеплении 1 г белка способно выде­литься 17,6 кДж энергии. Однако белки для организма — очень ценное соедине­ние. Поэтому расщепление белка проис­ходит обычно до аминокислот, из кото­рых строятся новые полипептидные це­почки.

Белки-гормоны регулируют активность клетки и всех жизненных процессов ор­ганизма. Так, в организме человека соматотропин участвует в регуляции роста те­ла, инсулин поддерживает на постоянном уровне содержание глюкозы в крови.

Вопрос 4. Какую функцию выполняют бел­ки-ферменты?

Ферменты являются биологическими катализаторами, т. е. ускорителями хи­мических реакций в сотни миллионов раз. Ферменты обладают строгой специфично­стью по отношению к веществу, вступаю­щему в реакцию. Каждая реакция ката­лизируется своим ферментом.

Вопрос 5. Почему белки редко используются в качестве источника энергии?

Мономеры белков аминокислоты — ценное сырье для построения новых бел­ковых молекул. Поэтому полное расщеп­ление полипептидов до неорганических веществ происходит редко. Следователь­но, энергетическая функция, заключаю­щаяся в выделении энергии при полном расщеплении, выполняется белками до­вольно редко.

источник

Эффективность белковых гормонов в организме

Популярный отрывок из определения жизни Ф. Энгельса о том, что «это есть способ существования белковых тел» полностью соответствует действительности.

Без протеинов различных размеров существование действительно невозможно.

Однако не каждый сможет перечислить, какие именно функции выполняют белки в организме.

Что такое белковые гормоны?

Гормоны – вещества, которые выделяются клетками без нарушения их целостности, и попадают непосредственно в кровь.

Механизм действия белковых гормонов реализуется через непосредственное влияние на органы-мишени или воздействие на другие железы организма. Они синтезируются в виде предшественников, но после определенных химических реакций становятся активными и выполняют свою работу.

Белковые гормоны – цепочки аминокислот, соединенных пептидными связями. Число звеньев в одной молекуле вещества не превышает 200.

Гормоны, являющиеся по химической природе белками или гликопротеидами (белок и углеводный компонент), производятся аденогипофизом, гипоталамусом, паратиреоидными железами и клетками поджелудочной железы.

Основные функции инсулина

Инсулин — белковый гормон, который секретируется поджелудочной железой. Основной его функцией является поддержание определенного уровня глюкозы в крови.

Инсулин реализует свое действие на органы-мишени через рецепторы в тканях.

p, blockquote 12,0,0,0,0 —>

  • активирует транспорт глюкозы в клетки;
  • стимулирует синтез гликогена;
  • активирует доставку аминокислот в ткань;
  • стимулирует синтез белка.

p, blockquote 13,0,0,0,0 —>

  • активирует синтез гликогена из глюкозы;
  • подавляет образование гликогена из неуглеводных продуктов;
  • стимулирует синтез жирных кислот и ЛПОНП.

В жировой ткани этот белковый гормон:

p, blockquote 14,0,0,0,0 —>

  • «пропускает» глюкозу в клетки;
  • стимулирует расщепление жиров;
  • усиливает синтез жирных кислот.

Паратиреоидный гормон

Паратиреоидный гормон вырабатывается железами, находящимися на задней поверхности щитовидной железы. Их количество в организме от 3 до 6. Каждая из них имеет размер чуть больше спичечной головки, однако все вместе они регулируют обмена кальция и фосфора.

Основная задача паратиреоидного гормона – поддержание постоянной концентрации в крови ионизированного кальция.

Он воздействует на кости тел трубчатых костей (бедренные, локтевые, плечевые и т.д.), активируя разрушение матрицы, благодаря чему усиливается поступление кальция в кровь.

В почках регуляторная функция этого белка реализуется через:

p, blockquote 18,0,0,0,0 —>

  • усиление выведения фосфатов;
  • задержание ионов кальция;
  • усиление экскреции калия, натрия, хлорида, сульфатов;
  • перевод витамина D3 в активную форму.

В кишечнике паратгормон усиливает всасывание кальция при наличии витамина D.

Функции соматотропина

Белковый гормон соматотропин производятся клетками аденогипофиза, расположенного в головном мозге. Он выполняет анаболическую функцию, стимулирует рост. Действие соматотропина заключается в следующем:

p, blockquote 20,0,0,0,0 —>

  • отвечает за рост костей в длину;
  • увеличивает синтез белка в мышцах, костях, хряще, печени;
  • действует на жировой обмен, сначала активируя синтез жиров, затем их расщепление;
  • инсулиноподобный эффект (стимулирует поглощение глюкозы клетками).

За что отвечает тиреотропин

Тиреотропный гормон вырабатывается аденогипофизом, основное действие направлено на процессы, происходящие в щитовидной железе:

p, blockquote 22,0,0,0,0 —>

  • стимуляция кровоснабжения;
  • рост и размножение клеток железы;
  • стимуляция захвата йода;
  • активация выработки гормонов тироксина и трийодиронина.

Роль гонадотропина в организме

Гонадотропины производятся аденогипофизом и хорионом. К ним относят:

p, blockquote 23,0,0,0,0 —>

  • фолликулостимулирующий гормон (ФСГ);
  • лютеинизирующий гормон (ЛГ);
  • хорионический гонадотропин.

ЛГ и ФСГ также относятся к белковым и пептидным гормонам и вырабатываются как в организме женщины, так и мужчины.

У представительниц прекрасного пола ФСГ помогает созревать яйцеклеткам в яичниках и преобразует мужские половые гормоны в эстрогены, ЛГ вызывает овуляцию, стимулирует выработку женских половых гормонов.

У мужчин ФСГ вызывает выработку сперматозоидов, транспорт тестостерона к яичкам, а ЛГ работает на синтез тестостерона и его предшественников.

Хорионический гонадотропин имеет другое название – гормон беременности. Он вырабатывается после имплантации оплодотворенной яйцеклетки в матку.

Его задача заключается в поддержании желтого тела в яичнике. Это обеспечивает сохранение беременности до тех пор, пока плацента не возьмет на себя эту функцию.

Функции вазопрессина

Гормон гипоталамуса вазопрессин имеет малый размер молекул – в них всего 9 аминокислот, однако оказывает значительное влияние на весь организм. Основная функция – регуляция водного обмена за счет уменьшение количества выделяемой мочи. Этот гормон также:

p, blockquote 29,0,0,0,0 —>

  • предотвращает массивные кровопотери;
  • формирует питьевое поведение;
  • способствует тромбообразованию;
  • стимулирует выработку инсулина, синтез гликогена.

Функции окситоцина

Окситоцин также относят к гипоталамическим гормонам. По своей структуре он похож на вазопрессин.

Окситоцин работает в женском организме, воздействуя непосредственно на органы-мишени:

p, blockquote 31,1,0,0,0 —>

  • на мышечный слой матки в конце беременности, заставляя ее сокращаться;
  • на мышцы протоков молочной железы, вызывая выделение молока;
  • на жировую ткань, стимулируя потребление глюкозы и выработку жиров.

Регуляторная и сигнальная функции

Сигнальная и регуляторная функции белков предназначены для координации действий как самих клеток, так и их частей в живом организме. Они направляют рост, развитие, передачу генетической информации, защиту от неконтролируемого размножения отдельных клеток и запрограммированную гибель.

С сигнальной функцией связаны гормоны, цитокины, факторы роста.

Гормоны соединяются с рецептором. Это служит сигналом к запуску в клетках-мишенях определенных химических реакций.

Цитокины – белки, определяющие, будет ли клетка дальше жить и размножаться. Они вызывают процесс естественной гибели клеток или стимулируют их рост. Факторы роста действуют подобным образом.

Регуляторная функция белков реализуется через прием и передачу информации в организме. Так одни вещества контролируют химические реакцтт других.

К регуляторным белкам относят: белки-гормоны, белки-рецепторы, соединения внутри клеток.

Рецепторная функция белков связана с восприятием информации через присоединение веществ к рецептору и в соответствии с ней изменения метаболизма клеток.

Регуляторные белки отвечают за синтез веществ и передачу сигнала внутри клеток.

Транспортная и защитная функция

Рассматривать эти функции следует вместе, так как часть из них выполняют одни и те же белки крови. Защитная направлена на сохранение устойчивости организма в ответ на негативные влияния.

Транспортная функция заключается в доставке к органам питательных веществ, гормонов, лекарственных препаратов, выведение продуктов обмена.

В крови циркулируют альфа, бета и гамма-глобулины. Пептиды фракции альфа 1 уничтожают инфекционных агентов. Альфа-2 и бета-глобулины переносят различные вещества.

Белки из группы гамма-глобулинов – антитела, которые вырабатываются B-лимфоцитами в ответ на проникновение инфекции. В их задачу входит связывание бактерий, вирусов и выведение из организма.

Белки альбумины крови транспортируют молекулы питательных веществ, гормонов, лекарств, выполняют антитоксическую функцию и удерживают воду в кровеносном русле.

Наиболее известный транспортный протеин – это гемоглобин, переносящий кислород к органам и тканям и забирающий углекислый газ.

Он входит в так называемые изофункциональные белки – модификации вещества, выполняющие одну функцию, но имеющие различия в строении.

Выделяют 2 типа взрослого гемоглобина и один эмбриональный.

Моторная и запасная функции

Моторная функция белков связана с движениями организма. Сократительные функции, характерные для мышечных клеток, обеспечиваются белками актином и миозином.

За перемещение в пространстве отвечают белки поперечнополосатой скелетной мускулатуры. Работу сердца, легких, сосудов и других мышечных внутренних органов осуществляют гладкомышечные белковые волокна.

Перемещение клеток (например, движение лейкоцитов в крови) обеспечивается белковыми жгутиками на поверхности мембран. Транспорт веществ в клетку и внутри нее организуют белки кинезины, динеины.

Запасная функция реализуется у животных и растений. Она заключается в хранении протеинов как источника энергии в семенах и яйцеклетках.

Опорная и структурная функция

Самая большая по объему группа белков организма выполняет структурную и опорную функцию. Они:

p, blockquote 52,0,0,0,0 —>

  • образуют все элементы клеток,
  • придают форму живому организму;
  • создают защитную оболочку, изолируя внутреннюю среду.

Вещества образуют ткани скелета, связочного аппарата, хрящей, ногтей и зубов. К таким белкам относятся: коллаген, актин, тубулин, эластин, кератин, хитин.

Каталитическая или ферментативная функция

Катализ – ускорение химических реакций, которое достигается путем введения вещества-катализатора. Некоторые белки могут оказывать непосредственное влияние на химические реакции.

Эти процессы происходят как в клетках, так и за их пределами. Катализаторы классифицируют по типу реакций, на которые они влияют.

Например, вещества трансферазы отвечают за транспорт фрагментов вещества, лигазы связывают молекулы химическими связями, оксиредуктазы отвечают за окисление и восстановление.

Изоферменты – вещества, ускоряющие одну и ту же реакцию, но имеют разную химическую формулу. Их тоже относят к изофункциональным белкам.

Источники белка

Белки попадают в организм человека с пищей. В пищеварительном тракте они расщепляются до исходных аминокислот, из которых потом происходит образование нужных организму белков.

Все протеины собираются из различных комбинаций 20 аминокислот, 12 из которых может синтезироваться в организме человека.

Но остальные 8 поступают только с животной пищей. Восполнение этих аминокислот за счет растительных белковых продуктов невозможно. При дефиците нужных веществ:

p, blockquote 60,0,0,0,0 —>

происходит распад собственных тканей организма;
нарушаются процессы восстановления клеток;
снижается иммунитет;
возникает анемия;
часто возникают затяжные инфекции;
возникают безбелковые отеки.

Ограничение или отказ от животного белка представляет наибольшую опасность в детском возрасте, угрожая нарушением роста и развития.

p, blockquote 61,0,0,0,0 —> p, blockquote 62,0,0,0,1 —>

Одной из задач правильного питания является обеспечение потребности организма в белке. Отказ от животной пищи или переход на определенный вид продуктов (например, фрукторианство, сыроедение) негативно сказывается на состоянии здоровья.

источник

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

источник