Глобулярный белок: строение. Примеры глобулярных белков

Для возникновения простейшей биологической системы в условиях нашей планеты достаточно присутствия всего двух видов органических веществ: нуклеиновых кислот и белков. Структура этих соединений имеет как черты сходства, так и кардинальные различия. Например, они являются биополимерами, находятся во всех без исключения клетках живых организмов. Соединения под действием негативных факторов могут изменять свою нативную структуру - подвергаться денатурации и деструкции. В нашей статье мы рассмотрим, какую роль выполняют белки в молекулах сложных веществ, например, таких как гликопротеиды и липопротеиды. Также изучим особенности строения глобулярных белков и приведем примеры различных их видов.

Строение пептидов

Гигантские размеры белков (по сравнению с величиной других клеточных органических соединений - углеводов, жиров, витаминов и т. д.) объясняются их строением. Все белки, иначе называемые протеинами, представляют собой сложные комплексы – полимеры. Они имеют не только большую молекулярную массу, но и несколько форм пространственного расположения собственной макромолекулы. Элементарные частицы белкового полимера – это 20 видов аминокислот, участвующих в реакции поликонденсации. Они соединяются между собой посредством пептидных связей -CO—NH-, благодаря которым и образуется простейшая форма макромолекулы. Такая структура белков носит название первичной или линейной конфигурации. Образование дополнительных, сначала водородных связей, а затем и дисульфидных мостиков приводит к появлению спиральной и глобулярной форм белка. Третичная конфигурация в форме сферических молекул – глобул– распространена в живых биосистемах: клетках, органах, тканях. Она может усложняться в виде нескольких глобул, связанных небелковым компонентом, и образовывать высшую форму организации – четвертичную структуру.

Гемоглобин

В систему жидких сред организма входит кровь. Ее главная функция – это транспорт различных соединений. Кроме питательных веществ, например глюкозы, содержащейся в кровяной плазме, к клеткам поступает кислород, а удаляется из них углекислый газ. Молекулы O₂ соединяются со специальным белком – гемоглобином – и далее, в связанном состоянии, разносятся к клеткам. Кислород необходим им для процесса дыхания, которое заключается в окислении органических веществ. Гемоглобин представляет собой глобулярный белок, который состоит из четырех аминокислотных цепей. Они удерживаются вместе благодаря небелковому компоненту, который называется гемом и содержит ион железа. Комплекс кислорода и протеина называется оксигемоглобином. В процессах метаболизма в клетках образуется побочный продукт распада – углекислый газ. Его молекулы также способны соединяться с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин. Углекислый газ поступает в органы дыхания и путем диффузии, затем удаляется из организма во время выдоха.

Свойства глобулярных белков

В основе гуморального вида иммунитета лежит способность специфических белков к выполнению функции защиты клеток, органов и тканей от повреждающего действия патогенной микрофлоры и микрофауны: вирусов, бактерий, простейших, грибков и т. д. Глобулярные белки-антитела взаимодействуют как с самими возбудителями, так и с их токсинами по принципу "ключ – замок". Антитела включаются в обмен веществ бактерии или вируса и блокируют его. Чем выше сродство защитных протеинов и их специфичность, тем быстрее антитела уничтожают патогенные факторы. Человечество успешно борется с такими тяжелыми заболеваниями, как столбняк, корь или дифтерия, вводя здоровым людям, побывавшим в контакте с заболевшими, уже готовые антитела в виде сывороток. Эти вещества получают из крови предварительно зараженных животных: свиней, коров или обезьян, содержащей антитела. Сыворотка имеет в своем составе необходимый защитный глобулярный белок и помогает предотвратить заражение или облегчить протекание уже начавшейся болезни.

Ферменты

Химические реакции в клетках, в отличие от аналогично проведенных в лаборатории или происходящих в природе, протекают очень быстро. Объясняется это участием в них особых веществ – энзимов или ферментов. Биологический активатор скорости определенной реакции процесса обмена веществ – это глобулярный белок, имеющий сложное строение. В его составе есть специфическое образование – активный центр, связывающийся с субстратом реакции. Он и влияет на скорость процесса, происходящего с веществом. Все ферменты специфичны и влияют только на определенный химический процесс.

Классификация

Протеины, имеющие шаровидную форму молекулы и влияющие на протекание реакций ассимиляции и диссимиляции, можно разделить на несколько видов. Критериями будут типы реакции, форма и локализация фермента в клетке. К глобулярным белкам относится класс ферментов: пепсин, амилаза, глутаминсинтетаза, синтаза жирных кислот и т. д. Приведем несколько примеров.

Виды и функции глобулярных протеинов

Пепсин осуществляет расщепление пищевых белков в желудке в процессе энергетического обмена. Он синтезируется слизистым слоем желудочных клеток, состоящим из железистого эпителия. Амилаза, в отличие от пепсина, содержится не только в организме человека или животных, но и у растений. У них фермент образуется в момент прорастания семени, синтезируясь в летках зародыша. Он и ускоряет расщепление крахмала до глюкозы, необходимой для прорастания семени. У млекопитающих амилаза входит в состав панкреатического сока и расщепляет сложные углеводы. Синтаза жирных кислот – это крупный фермент цитоплазмы, обеспечивающий синтез жиров и высших жирных кислот.

В нашей статье мы изучили строение и свойства глобулярных белков.