Что такое белки?

Много всего можно сказать, отвечая на этот вопрос. Если бы белков не существовало, то и жизнь была бы невозможна. Они необходимы нам для роста и развития. Мы отличаемся друг от друга цветом глаз, ростом, активностью ферментов именно потому, что обладаем уникальным набором белков. Они у нас в организме на первых ролях: формируют мышцы и обеспечивают движение, участвуют в иммунитете, регулируют биохимические реакции, транспортируют молекулы, поддерживают водно-электролитный баланс, обеспечивают свертывание крови и так далее. Так же, как углеводы и жиры, белки могут использоваться для получения энергии.

Клетки нашего тела имеют ограниченный срок жизни, их структурные элементы должны постоянно обновляться. Синтез новых белков – это растущие волосы и ногти, затягивающиеся раны, увеличивающиеся под действием занятий мышцы. Мы можем видеть, как отслаиваются отработавшие своё клетки верхнего слоя кожи – эпидермиса. На их место придут другие. Четыре месяца живут эритроциты, а клетки на поверхности слизистой оболочки кишечника обновляются каждые три дня. Клетки рождаются, живут и умирают, и при этом они должны постоянно заменять отслужившие своё белки новыми. Источниками строительного материала для синтеза белков служат аминокислоты пищи, а также подвергнутые вторичной переработке собственные белки.

Белки – это органические соединения, в которых есть азот. Они построены из двадцати аминокислот, которые могут объединяться в разной последовательности, поэтому существуют тысячи белков. Синтез белков идёт по принципу «все или ничего». Для него нужен полный набор аминокислот, включая те девять незаменимых, которые организм выработать не может, поэтому мы находим их в еде. Человек должен регулярно получать пищу, содержащую полноценный белок, иначе телу придётся разрушать не старые ещё клетки, чтобы эти аминокислоты добыть. В этом случае, чтобы поддерживать жизнь более важных систем организма, в жертву приносятся собственные белки мышц, печени, плазмы крови. У кишечной палочки жизнь и то проще – она сама умеет делать любые аминокислоты. Заменимые аминокислоты синтезируются из углеводных и жировых фрагментов, к которым добавляется азот, чтобы образовалась аминогруппа. Не удивительно ли, как разные питательные вещества могут у нас в организме превращаться друг в друга! Из-за таких штук я и люблю биологию.

Допустим, аминокислоты все в наличии, что происходит дальше? А дальше клетка по имеющемуся у неё образцу соединяет между собой разные аминокислоты и строит белок. Аминокислотные последовательности всех белков записаны в генетическом коде каждого из нас. На рисунке 6.2 представлен гормон инсулин. Это белок, который состоит из двух цепей расположенных в строгом порядке аминокислот, соединённых между собой серными мостиками. Буквы внутри кружков обозначают названия аминокислот – аспарагин, цистеин, тирозин и так далее.

Рис. 6.2. Строение инсулина

Для белков важны не только последовательности аминокислот, но и более сложные пространственные структуры, которые они образуют. Например, молекула гемоглобина состоит из четырёх свернутых определённым образом белковых цепей, соединённых между собой химическими связями. Каждая цепь содержит гем – небелковую структуру, которая несёт железо. Именно в таком виде гемоглобин может заниматься доставкой кислорода в клетки.