Различают первичную структуру белков (последовательность аминокислот, соединенных пептидными связями), вторичную (a- либо b- спираль – спиральная либо спирально-складчатая структура, которая образована за счет водородных связей), третичную (укладка молекулы в пространстве определенным образом за счет взаимодействия многочисленных функциональных групп белковых молекул – например, сульфгидрильных групп – с образованием дисульфидных мостиков) и четвертичную (формирование сложных молекулярных комплексов, включающих несколько полипептидов).
В белковой молекуле имеются свободные функционально активные группы, способные к взаимодействию с другими молекулами, что очень важно в процессе формирования надмолекулярных комплексов и в процессе самосборки субклеточных структур и некоторых органоидов клетки. Кроме того, диссоциация, например, карбоксильных групп снабжает белковую молекулу отрицательными зарядами, а диссоциация свободных аминогрупп дает положительные заряды. Все эти взаимодействия приводят к изменению пространственной структуры белковой молекулы.
Сдвиг pH среды в ту или иную сторону увеличивает количество одних зарядов, уменьшая соответственно концентрацию противоположных зарядов в белковой молекуле. Для каждого типа белка существует своя изоэлектрическая точка – это pH среды, при которой количество отрицательных зарядов в данной белковой молекуле равно количеству положительных (т. е. молекула суммарно «электронейтральна»). При физиологических значениях pH (близких к pH 7,0) некоторые белки имеют отрицательный заряд («кислые» белки) и окрашиваются основными красителями (проявляют свойство «базофильности»), а другие – положительный заряд («основные» белки) и окрашиваются кислыми красителями (проявляют свойство «ацидофильности»), что лежит в основе многих методов окрашивания цитологических препаратов.
Все многообразие функциональных свойств белковых молекул изучает молекулярная биология и биохимия. Мы же ограничимся кратким рассмотрением только тех их функций, без которых невозможен анализ структуры и функции клетки и ее компонентов.
1. Структурная функция. Все структуры клеток построены либо из чисто белковых молекул, либо в результате их соединения с какими-то другими молекулами (РНК, липидами, полисахаридными и другими компонентами).
2. Ферментативная (каталитическая). Все реакции пластического (ассимиляция) и энергетического обмена (диссимиляция) в клетке контролируются белками ферментами.
3. Запасающая функция. Белки могут накапливаться в различных типах клеток и тканей (семена растений, яйца животных и др.) как в качестве запаса пластических веществ (аминокислот, некоторых олиго- и полипептидов), так и (гораздо реже) в качестве запаса энергетического материала.
4. Энергетическая. Очень редко (чаще всего при дефиците углеводов и липидов) белки могут использоваться как энергетический материал (см. энергетический обмен).
5. Регуляторная. Многие биологически активные вещества являются белками, например, белки-гормоны, которые могут регулировать обмен веществ и его интенсивность, проницаемость мембран, пролиферативные процессы. Пример: белок-гормон инсулин.
6. Сигнальная, рецепторная и защитная. Все антигены и антитела, все рецепторы клеточной мембраны – это, в основном, белки (часто в комплексе с углеводными компонентами):
6.1. «Ощущение» сигналов, т. е. способность клетки воспринимать информацию из окружающей среды (например, регуляторные воздействия гормонов, передающиеся затем через цитоплазму и ядро и обеспечивающие включение определенных генов);
6.2. Способность клетки узнавать свое и различать чужое (см. функции плазмалеммы, иммунитет).
6.3. Наличие внутриклеточных рецепторов, обеспечивающих внутриклеточный сортинг (см. комплекс Гольджи) и другие процессы специфического взаимодействия.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.