Михаил Ермолаев - Биологическая химия

Еще в прошлом столетии указывалось на важное значение белков в животном организме. Термин "белки" возник впервые в связи с обнаружением в тканях животных и растений веществ, похожих по некоторым свойствам на яичный белок (при нагревании они свертывались). Эти вещества Мульдер в 1838 г. назвал протеинами (греч. proteous — первый). Оно было основано на представлении о том, что протеины являются важнейшей составной частью живой материи, без которой была бы невозможна жизнь. Теперь определение "белки" стало собирательным понятием для целого класса веществ, которые имеют много общего в составе и свойствах, присутствуют в каждой живой клетке и образуют там главную массу протоплазмы.

Классическое определение роли белков как основы всего живого было дано Ф. Энгельсом [1] Ф. Энгельс. Анти-Дюринг, 1950, стр. 17. . Он писал, что всюду, где мы встречаем жизнь, находим, что она связана с каким-то белковым телом и повсюду, где находится белковое тело, только не в состоянии разложения, всегда без исключения встречаются и с явлениями жизни. Это представление Энгельса не утратило своего значения и до настоящего времени. Теперь, говоря о роли белков, отмечаются их многообразные функции в организме.

Каталитическая функция.В организме протекает множество самых различных химических реакций с очень высокими скоростями, которые невозможно воспроизвести в органической химии. Это обеспечивается за счет ферментов — катализаторов белковой природы, каждый из которых с высокой степенью специфичности ускоряет химическую реакцию, протекающую в организме.

Структурная функция.Анализ человеческого тела показывает, что белок составляет значительную часть организма (табл. 1).

Таблица 1. Состав человеческого тела

По данным таблицы видно, что из всех органических веществ, входящих в состав тела человека, большая часть (20%) приходится — на белок. Белок входит в состав различных органов и тканей, участвует в построении оболочек клеток, составляет основную часть волос, ногтей и т. д. )

Содержание белка в коже составляет 27%, в скелете — 20%, в мышцах — 22%, в жировой ткани — 6%, в печени — 22%, в мозге — 11%.

Энергетическая функция.При распаде белков в организме выделяется значительное количество энергии, которая обеспечивает другие химические процессы, текущие с ее потреблением. При сгорании 1 г белка выделяется 4,1 ккал.

Транспортная функция.Для жизнедеятельности организма необходимо постоянное обеспечение его питательными веществами, которые переносятся по крови соединениями белковой природы. Так, снабжение клеток кислородом и удаление углекислого газа осуществляется сложным белком — гемоглобином; транспорт жирорастворимых веществ (жиров, липоидов, витаминов групп A, D, Е, К и т. д.) обеспечивается липопротеидами — сложными веществами, наружная оболочка которых представлена белками, и т. д.

Функция передачи наследственности.В основе процессов передачи наследственности, в "воспроизводстве себе подобных" лежат сложные белки — нуклеопротеиды, составными частями которых являются нуклеиновые кислоты — ДНК и РНК. ДНК является носителем наследственности, а РНК обеспечивает считывание этой информации и построение белка на этой основе.

Защитная функция.В ходе эволюции животный организм

выработал различные защитные механизмы против неблагоприятных факторов внешней и внутренней среды. Так, кожа предохраняет организм от воздействия резких колебаний температуры, солнечной радиации и т. д. На действие болезнетворных микробов организм отвечает выработкой антител, которые способствуют торможению вредного действия микроорганизмов и их разрушению. Основу этих защитных веществ составляют белки. В составе кожи обнаружен белок кератин, основу антител составляют γ-глобулины и т. д.

Эти основные функции белков достаточно четко характеризуют их значение для организма.

При химическом анализе белков были определены важнейшие элементы, входящие в их состав, и их количественные соотношения.

Элементарный состав белков в процентах будет следующим: углерод — 50-54,4%, водород — 6,5-7,3%, кислород — 21,5-23,5%, азот — 15- 17%, сера — 0,3-2,5%.