Зміст статті
Білки виконують безліч найрізноманітніших функцій, характерних для живих організмів. З деякими з яких ми познайомимося більш детально при подальшому вивченні матеріалу.
Нижче розглядаються головні і в деякому сенсі унікальні біологічні функції білків, невластиві або лише частково властиві іншим класам біополімерів.
Каталітична функція білків
До 1995 р. було ідентифіковано більш як 3400 ферментів. Більшість відомих у цей час ферментів, званих біологічними каталізаторами, є білками. Ця функція білків, хоча і не виявилася унікальною, визначає швидкість хімічних реакцій в біологічних системах.
Транспортна функція білків
Дихальна функція крові, зокрема перенесення кисню, здійснюється молекулами гемоглобіну – білка еритроцитів. У транспорті ліпідів беруть участь альбуміни сироватки крові. Ряд інших сироваткових білків утворює комплекси з:
- жирами;
- міддю;
- залізом;
- тироксином;
- вітаміном А і іншими сполуками, забезпечуючи їх доставку у відповідні органи-мішені.
Захисна функція білків
Основну функцію захисту в організмі виконує імунна система, яка забезпечує синтез специфічних захисних білків-антитіл у відповідь на надходження в організм бактерій, токсинів, вірусів або чужорідних білків.
Висока специфічність взаємодії антитіл з антигенами (чужорідними речовинами) за типом білок-білкова взаємодія сприяє пізнанню і нейтралізації біологічної дії антигенів.
Захисна функція білків виявляється і в здібності ряду білків плазми крові, зокрема фібриногену, до згортання. В результаті згортання фібриногену утворюється згусток крові, що оберігає від втрати крові при пораненнях.
Скорочувальна функція білків
В акті м’язового скорочення і розслаблення бере участь безліч білкових речовин.
Проте головну роль в цих життєво важливих процесах грають актин і міозин – специфічні білки м’язової тканини.
Скорочувальна функція властива не тільки м’язовим білкам, але і білкам цитоскелета, що забезпечує якнайтонші процеси життєдіяльності кліток (розбіжність хромосом в процесі мітозу).
Структурна функція білків
Білки, що виконують структурну (опорну) функцію, займають за кількістю перше місце серед інших білків тіла людини. Серед них найважливішу роль відіграють фібрилярні білки, зокрема:
- колаген в сполучній тканині;
- кератин у волоссі, нігтях, шкірі;
- еластин в судинній стінці і т. д.
Велике значення мають комплекси білків з вуглеводами у формуванні ряду секретів:
- мукоїдів;
- муцину і т.д.
У комплексі з ліпідами (зокрема, з фосфоліпідами) білки беруть участь в утворенні біомембран клітин.
Гормональна функція білків
Обмін речовин в організмі регулюється різноманітними механізмами. У цій регуляції важливе місце займають гормони, синтезовані не тільки в залозах внутрішньої секреції, але і в багатьох інших клітинах організму (див. далі). Ряд гормонів представлений білками або поліпептидами, наприклад:
- гормони гіпофіза;
- підшлункової залози та ін.
Деякі гормони є похідними амінокислот.
Поживна (резервна) функція
Цю функцію виконують так звані резервні білки, які є джерелами живлення для плоду, наприклад білки яйця (овальбуміни).
Основний білок молока (казеїн) також виконує головним чином живильну функцію.
Ряд інших білків використовується в організмі як джерело амінокислот, які, своєю чергою, є попередниками біологічно активних речовин, що регулюють процеси метаболізму.
Можна назвати ще деякі інші життєво важливі функції білків. Це, зокрема:
- експресія генетичної інформації;
- генерування і передача нервових імпульсів;
- здатність підтримувати онкотичний тиск в клітинах і крові;
- буферні властивості, що підтримують фізіологічне значення рН внутрішнього середовища, і ін.
Таким чином, з цього далеко не повного переліку основних функцій білків видно, що вказаним біополімерам належить виняткова і різностороння роль в живому організмі.
Якщо спробувати виділити головне, вирішальну властивість, яка забезпечує багатогранність біологічних функцій білків, то слід було б назвати здатність білків строго вибірково, специфічно з’єднуватися з широким колом різноманітних речовин.
Зокрема, ця висока специфічність білків (спорідненість) забезпечує взаємодію ферментів з субстратами, антитіл з антигенами, транспортних білків крові зі стерпними молекулами інших речовин і т.д.
Ця взаємодія заснована на принципі біоспецифічного впізнавання, що завершується зв’язуванням ферменту з відповідною молекулою субстрату, що сприяє протіканню хімічної реакції.
Високою специфічністю дії наділені також білки, які беруть участь у таких процесах, як:
- диференціювання і ділення клітин;
- розвиток живих організмів;
- визначення їх біологічної індивідуальності.