Глобулярні і фібрилярні білки. Типи фібрилярних білків

Глобулярні і фібрилярні білки. Типи фібрилярних білків


Людський організм вміщує більше п'ятдесяти тисяч білків, які різняться між собою по структурі, будові і функціям. Вони складаються з різних амінокислот, кожна з них займає своє положення в ланцюгу поліпептидів. На сьогоднішній день не існує єдиної класифікації, яка враховує різні параметри білків. Одні з них відрізняються за формою молекул, тут виділяють

глобулярні і фібрилярні білки, про них і піде сьогодні мова.

Глобальні білки

Сюди відносяться білки такі, в чиїх молекулах спостерігаються ланцюги поліпептидів, що мають шароподібну форму. Така будова білка пов'язана з гідрофільними (мають з'єднання водню з водою) і гідрофобними (відштовхують воду) взаємодіями. До цього виду належать екзими, гормони, які мають білкову природу, імуноглобуліни, протеїди, альбуміни, а також білки, які виконують регуляторну і транспортну функції. Це велика частина білків людини.

Екзими

Екзими (ферменти) знаходяться у всіх клітинах, з їх допомогою одні речовини перетворюються на інші, оскільки вони різко змінюють швидкість перетворень, сприяючи розпаду, розщепленню і синтезу речовин з продуктів розпаду. У всіх реакціях, що протікають в організмі, вони відіграють роль каталізатора, регулюють обмін речовин. Відомо понад п'ять тисяч різних ферментів. Всі вони виконують до декількох мільйонів дій на секунду. Але вони сприяють прискоренню певних реакцій, чинячи дію тільки на певні речовини. Ферменти видаляють загиблі клітини, шлаки і отрути. Вони є каталізаторами всіх процесів в організмі, а якщо їх недостатньо, то у людини збільшується вага за рахунок накопичення відходів у тілі.

Імуноглобуліни

Антитіла (імуноглобуліни) являють собою сполуки білків, що з'являються внаслідок відповідної реакції на надходження в організм бактерій і вірусів, а також токсинів. Вони не дають їм розмножуватися і нейтралізують отруйні речовини. Імуноглобуліни розпізнають і пов'язують чужорідні речовини, їх знищують, утворюючи імунні комплекси, а потім видаляють ці комплекси. Також вони захищають організм від повторного інфікування, оскільки антитіла проти хвороб, які були перенесені, тривалий період зберігаються. Іноді в організмі виробляються аномальні антитіла, що нападають на власний організм. Відбувається це найчастіше через наявність аутоімунних хвороб. Таким чином, глобулярні і фібрилярні білки виконують незамінні функції в організмі людини, підтримуючи її нормальну життєдіяльність.

Гормони білкової природи

Сюди належать гормони підшлункової, паращитовидної залоз і гіпофіза (інсулін, глюкагон, СТГ, ТТГ та інші). Одні регулюють вуглеводний обмін, збільшуючи і знижуючи рівень цукру в крові, інші стимулюють зростання клітин і діяльність щитовидної залози, треті проводять регуляцію статевих залоз. Таким чином, всі вони регулюють фізіологічні функції. Ця їхня робота зводиться або до інгібування, або до активації систем ферментів.

Білки фібрилярні

Фібрилярні білки мають структуру у вигляді нитки. Вони не розчиняються у воді і мають масу молекули дуже велику, структура якої високорегуляторна, вона приходить у стійкий стан завдяки взаємодіям між різними ланцюгами поліпептидів. Ці ланцюги знаходяться синхронно один для одного на одній площині і створюють так звані фібрили. До фібрилярних білків належать: кератини (волосся та інші рогові покриви), еластин (судини і легені), колаген (сухожилля і хрящі). Ці всі білки виконують структурну функцію в організмі. Також сюди входить міозин (м'язове скорочення) і фібрин (згортання крові). Цей вид білків виконує опорні функції, які додають міцності тканинам. Таким чином, всі типи фібрилярних білків виконують незамінну роль в анатомії та фізіології. З них утворюються захисні покриви людини, також вони беруть участь у створенні опорних елементів, оскільки входять до складу сполучної тканини, хрящів, сухожиль, кісток і глибоких шкірних шарів. У воді вони не розчиняються.

Кератини

До фібрилярних білків належать кератини (альфа і бета). Альфа-кератини являють собою основну групу фібрилярних білків, з них формуються покриви, які виконують захисну функцію. Вони представлені в сухій вазі волосся, нігтів, пір'я, вовни, панцирів і так далі. Різні білки мають схожість у складі амінокислот, вони містять цистеїн і мають ланцюги поліпептидів, які розташовуються однаково. Бета-кератини містять аланин і гліцин, вони входять до складу павутини і шовку. Таким чином, кератини бувають «твердими» і «м'якими».

В ході виникнення відмінностей між епітеліальними клітинами, в процесі розвитку особини, вони оброговують, в них призупиняється обмін речовин, настає згасання клітини і вона оброговує. Клітини шкіри вміщують кератин, він спільно з колагеном і еластином утворює вологонепроникний шар епідермісу, шкіра стає упругою і міцною. При натиранії і тиску клітини виробляють кератин у величезних кількостях з захисною метою. Внаслідок цього з'являються мозолі або нарости. Ороговілі клітини шкіри починають безперервно відлуховуватися і замінюються новими. Таким чином, бета-кератини відіграє велику роль для тваринного світу, оскільки являють собою основний компонент рогів і дзьобів. Альфа-кератини характерні для організму людини, вони є складовою частиною волосся, шкіри і нігтів, а також входять у кістковий скелет, визначаючи його фортецю.

Колаген

Фібрилярні білки, зокрема колаген з еластином, є компонентами сполучної тканини, вони становлять основну частку хрящів, стінок судин, сухожиль та іншого. Колаген представлений у хребетних третьою частиною всієї маси білків. Його молекули виробляють полімери, які називаються колагеновими фібрилами. Вони дуже міцні, витримують величезне навантаження і не розтягуються. Колаген складається з гліцину, проліну та аланіну, в ньому немає цистеїну і триптофану, а тирозин і метіонін присутні тут в малій кількості.

Також велику роль в освіті фібрил відіграють гідроксипролін і гідроксилізин. Зміни в будові колагену призводять до розвитку спадкових захворювань. Колагени дуже міцні, вони не розтягуються. Для кожної тканини притаманні свої типи колагенів. Цей білок виконує безліч функцій:

  • захисну, що характеризується забезпеченням міцності тканин та їх захистом від травм;
  • опорну, обумовлену скріпленням органів та формуванням їх форм;
  • відновлювальну, що характеризується регенерацією на клітинному рівні.

Також колагени надають тканинам еластичності, запобігають розвитку меланом шкіри, беруть участь в утворенні оболонок клітин.

Еластін

Вище ми розглянули, які білки відносяться до фібрилярних. Ще сюди вмикають еластин, що має гумоподібні властивості. Його нитки, які знаходяться в легеневій тканині, судинних стінках і зв'язках, можуть розтягуватися в багато разів більше своєї звичайної довжини. Після того, як навантаження припиняє свій вплив, вони повертаються в первинне положення. У складі еластину найбільше міститься пролина і лізина, гідроксилізину тут немає. Таким чином, функції фібрилярних білків очевидні. Вони відіграють велику роль у розвитку організму. Еластин забезпечує розтягнення і стиснення органів, артерій, сухожиль, шкіри та іншого. Він допомагає органам відновлювати початкові розміри після розтягнення. Якщо в організмі людини бракує еластину, то у неї утворюються кардіоваскулярні зміни у вигляді аневризм, дефектів клапанів серця і так далі.

Порівняння глобальних і фібрилярних білків

Ці дві групи білків різняться між собою за формою молекул. Глобулярні білки мають ланцюги поліпептидів, що скручені дуже щільно в овальні структури. Фібрилярні білки мають ланцюги поліпептидів, які знаходяться паралельно один одному і утворюють шар. За механічними властивостями ГБ не стискаються і не розпрямляються, а ФБ, навпаки, мають таку здатність. ГБ не розчиняються у воді, а ФБ розчиняються. Також ці білки різняться за своїми функціями. Перші виконують функцію динамічну, а другі - структурну. Глобулярні білки можуть бути представлені у вигляді ферментів і антитіл, а також гемоглобіну, інсуліну та іншого. Приклади фібрилярних білків: колаген, кератин, фіброїн та інші. Всі ці види білків незамінні, недостатня їх кількість в організмі призводить до серйозних порушень і патологій.

Таким чином, глобулярні і фібрилярні білки виконують незамінну роль у нормальній життєдіяльності організму хребетних. Вони забезпечують діяльність органів, тканин, шкіри та іншого, виконують безліч функцій, необхідних для повноцінного розвитку організму.



Матеріали по темі