Каково применение белков в живых организмах?

Что такое белок в химии? Формула данного азотсодержащего высокомолекулярного органического вещества сложна, представляет собой сложный полимер аминокислот.

Каковы основные свойства белков? Химия данного класса соединений важна, так как белки входят в состав живых организмов: мышцы, внутренние органы, покровные ткани, кровь, хрящи.

Краткая справка

Синтезируются белковые молекулы (и их компоненты - аминокислоты) из воды и углекислого газа путем фотосинтеза, а также благодаря усвоению иных белковых элементов: фосфора, азота, железа, магния, серы из солей, которые в растворенном виде содержатся в почве.

Организмы животных в большей части получают с пищей готовые аминокислоты, из которых далее выстраивается белок, специфичный для каждого конкретного организма. Некоторые аминокислоты (заменимые) способны синтезироваться самими животными организмами.

Особенности строения

На свойствах основывается применение белков. Химия данного класса органических соединений обусловлена наличием в них амидных (пептидных) связей.

Применение белков связано с их основными функциями, в частности, ферментативных катализаторов, которые регулируют скорость и направление химических реакций в организме.

Использование в медицинской практике

Интерес представляет применение белков в виде пищевых лечебных добавок и лекарственных веществ. В практике востребованы белковые гидролизаты. В рамках ферментативного или кислотного гидролиза казеина образуются белковые гидролизаты медицинской значимости. К примеру, амиген необходим при серьезных потерях крови (вводится в форме 5 % раствора с добавлением глюкозы).

В случае парентерального питания используют гидролизаты белков (амикин, аминопептид, фибриносол). Препарат "Церебролизин", который состоит из совокупности незаменимых аминокислот, необходим при умственной отсталости, нарушениях мозгового кровообращения, потере памяти.

Функции в организме

Как и иные биологические макромолекулы (липиды, полисахариды, нуклеиновые кислоты) белки — это необходимые компоненты живых организмов. Они играют важную роль в жизнедеятельности любой клетки. Особое значение имеет применение белков в обменных процессах. Они входят в состав органелл и цитоскелета (внутриклеточных структур), секретируются в пространстве внутри клетки, выступая в качестве сигнала, который передается между клетками, активно участвуя в формировании межклеточного вещества, а также в гидролизе (расщеплении) пищи.

Основные функции в организме

Анализируя применение белков, остановимся на основных функциях, которые выполняют эти органические вещества.

Самой известной считается ферментативная значимость. Ферментами являются белки, которые обладают уникальными каталитическими свойствами, то есть способностью ускорять многочисленные обменные процессы в живом организме.

Они ускоряют процесс расщепления сложных макромолекул (катаболизм), способствуют их синтезу (анаболизм), включая репарацию и репликацию ДНК и матричный синтез РНК.

Несмотря на то что ферменты состоят (в большей степени) из аминокислотных остатков, лишь некоторые из них вступают во взаимодействие с субстратом, и только единицы напрямую принимают участие в катализе.

Структурные белки цитоскелета в виде «арматуры» органоидам придают определенную форму. Они являются активными участниками процесса изменения формы клеток. Большая часть структурных белков является филаментозными. К примеру, мономеры буддулина и актина — это глобулярные, растворимые белки, но по мере полимеризации из них образуются длинные нити цитоскелета, что позволяет клетке поддерживать определенную форму.

Коллаген и эластин являются основными компонентами межклеточного вещества соединительных тканей (к примеру, хряща). Из структурного белка кератина формируются ногти, волосы, перья птиц, раковины моллюсков.

Значение имеет и защитная функция этих макромолекул. Физическую защиту обеспечивает белок коллаген, который образует основу соединительного межклеточного вещества тканей, включая кости, сухожилия, глубокие слои дермы.

В качестве важных белков, обеспечивающих организму физическую защиту, выступают тромбины и фибриногены, которые принимают активное участие в процессе свертывания крови.